これは、近年の半導体デバイスにおいて、久々に新しい出来事でしょう。
ここでは、ＵＨＣの仲間である大電流ＭＯＳ・ＦＥＴを個人で使う場合、どうペアを組んだら良いか、考えていこうと思います。
まず、これらのＦＥＴは、「温度による特性変化が大きい」ということが挙げられます。これは、デバイスを測定する上で、大変大きな問題となります。
通常のＦＥＴもそうですが、温度で特性が変化するので、ペア組みにはその点を十分に考慮しなければなりません。本来はＱポイント(*1)まで一つ一つ調べて、ドレイン電流（Ｖｇｓ−Ｉｄ特性）などといっしょにペアを組むのが最良の方法であると思われます。
しかし、そこまでやっていられないのが現状でしょう。（このページにＫ３０Ａのペア測定も書きましたが・・・・。）
この問題の解決には、金田明彦氏のスーパーサーキット講座にもあったように、これは短いパルスで測定することで、かなり改善されます。
パワー素子では熱容量が大きいので０．０１ｓから０．１ｓ程度のパルス測定でいいと思います。金田氏は、連続パルス波形を用いて測定していました。一般的な測定はそれでよいのですが、ペアを組むためには、あまりよくありません。平均電力相当分の熱が発生しますので、出来たら、ワンパルスで『一発勝負』と行きたいところです。
そこで、前座？の、「ピークホールド回路」に関するノウハウが生きてきます。短いパルス高をどう正確に捉えるか、ここがポイントとなります。
ところで、何のデータを測定すればペアを取ることが出来るでしょうか？それは、Ｖｇｓ−Ｉｄ静特性です。更に要求するのなら、ｇｍやＶｇｓｏｆｆ(*2)、Ｑポイントの測定も必要でしょうが、実質これで十分でしょう。
Ｋ３０ＡなどのジャンクションＦＥＴのペア測定には、これらはデプレッションタイプの静特性ですので、Ｉｄｓｓ（ゲートとソースをショートしたときのドレイン電流）でペアを組むことが出来ます。ですが、この大電流ＭＯＳは、エンハンスメントタイプの静特性を示し、Ｉｄｓｓは漏れ電流のみであることに注意する必要があります。エンハンスメントタイプは、ゲートとソースをショートしたら、ドレイン電流は流れません。カットオフの領域になります（Ｖｇｓｏｆｆが正の領域にある）。
本来、Ｉｄｓｓが存在するデプレッションタイプのＦＥＴですら、静特性をきちんと測定する必要があると思いますが、Ｉｄｓｓが変わるとＶｇｓｏｆｆも変わり、Ｑポイントも、通常１／２・Ｉｄｓｓの付近にあり、またｇｍもほぼペアが取れ、Ｉｄｓｓを測定することで大体静特性が決定するので、ほぼ、差動や完全対称用ペアに使うことが出来ます。
Ｉｄｓｓの存在しないＭＯＳは、静特性を何ポイントか測定して、ペアを組むしかない、というのが私の考えです。ですから、ＤＥＮＯＮさんのＵＨＣが一部の小売店で発売されていますが、ＤＥＮＯＮ正規ルートはちゃんと測定してあると思いますが、某○松や、某テクニ△ル□ンヨーなどで同等品として出しているものは、今までのＪＦＥＴの測定方法とは全く異なるので、私としては信用していません。（大電流ＭＯＳが出回ったころ、Ｉｄｓｓを測定することでペアを組もうとしていた一部のお店や人々がいたことには、大笑いしてしまいました。某お店のおっちゃん曰く、「Ｉｄｓｓは小さくて測れないのよ」だって(^_^;)。）
それで、本題です。どうやって静特性を測定するかを図１に示します。このような回路を作れば静特性を測定できると思います。
短いパルスをワンショットなどで発生します。このパルス高は、電圧計できちんとＤＣレベルを測定しておく必要があります。この電圧をアナログスイッチで被測定ＭＯＳのゲートとドレインに加えてやれば良いのです。入力パルス高をオシロで測定することも考えられますが、オシロは精度が悪く、正確なレベルの測定には向いていない測定器です。このパルス高をピークホールドで測定する手もあると思います。
また、この入力パルスについて注意点は、ＭＯＳの入力は、入力容量が大きいので、本当に短いパルスが加わった場合、加える電圧の信号源インピーダンスが十分に低くないとゲート電圧が変動してしまいますが、０．０１ｓ程度のパルス幅があれば、通常のＯＰＡＭＰの出力で十分にドライブできるでしょう。ただし、入力ケーブルが長くなりすぎてＬ成分が介在すると、オーバーシュートが出て、正確に測定できなくなることがありますので、入力ケーブルは短めに、また出来たら入出力波形をオシロで確認しておきたいところですね。
あと、出力電流の測定は、ドレイン電流を電流検出抵抗Ｒｄにて電圧に変換して、例のピークホールド回路で電圧として信号を得て、測定するわけです。電圧値から電流値を逆算して電流を求めます。
Ｖｄｃは、測定素子によって変更してください。2ＳＫ１２９７であれば、5Ｖ程度でもペアは十分に取れます。本来は、実際に使う電圧がよいのでしょうが、あまり高い電圧を加えると、発熱量が増えます。発熱量が増えると、更に短いパルスを用いて測定せねばならず、高度なパルス発生器と高性能のピークホールド回路が必要となります。
測定する電流は、実際に用いる測定電流を十分にカバーする程度の範囲に設定すれば良いと思います。
ピークホールドは、前座の、「ピークホールド回路」のノウハウに書きましたが、０．０１ｓ程度のパルス幅のパルスを十分にマルチメーターで電圧を見て人間の目で確認できるくらい長い時間、正確（ある程度の誤差範囲以内）に保存できる必要があります。
マルチメーターは、若干反応が遅いものがあります。また、人間の目で見るには３秒と考えると、５秒以上の保持時間が必要になります。そこのとを考えて、ホールドコンデンサと充電電流、素子のリーク電流を考えましょう。
また、誤差は、リークによる誤差のほかにもいろいろあるのですが、これは、測定毎に誤差が変化しなければよく、通常はあまり測定毎に誤差の出方が変わる誤差要因は少ないです。今回の測定の目的がペアを取るためなので、この誤差の点に関してはそれほど心配しなくて良いでしょう。
こんなふうにして、測定した結果を表１に示します。Ｋ１２９７のサンプル一つと、ＤＥＮＯＮさんのＵＨＣを１サンプル、測定結果を示しています。
また、表２は、Ｋ１２９７を５８個測ったときのデータです。
ばらつきがこんなにあるのです。ですから、ペアを組んでいないものを買ってきて、ロットが同じだからなどといっても、まったく使えませんので、ご注意ください。
★実際に測定する場合の注意
まず、一気にやってしまうことです。次の日になったら、前日の測定データを当てにしてはいけません。あとは温度変化が少ない部屋でやることです。ペアが取れたら、落ち着いてから再度ペアを測定し直すのも一つの方法でしょう。結構、ずれていますよ(^_^;)。
回路は、皆さんで私のブロック図を参考に考えてみてください。もっと良い方法があるかもしれません。また、測定ポイントも、何処を測ると、出来るだけ少ないポイントできちんとしたペアが取れるか？というのも一つの課題です。これが絞り込めれば、測定時間の大幅な短縮が実現します。
値の測り方として、1.Ｖｇｓを決めてＩｄを測定、2.Ｉｄを決め手Ｖｇｓを測定、の２種類があると思いますが、私は前者で行いました。Ｖｇｓをある程度の範囲内に決めておき、細かく変化させて、その時のＩｄを読むのです。同じＶｇｓのときのＩｄの差が±１０％以内に入っているものは、まぁ、ペアとして大丈夫でしょう。出来たら±５％以内のがよいでしょう。
*１：Ｑポイント・・・・・・温度によって変化しないＶｇｓ対Ｉｄのポイント。ここに動作点を持ってくると、温度に強いアンプができ上がるが、実際は、設計上、必ずしもここに動作点を持ってくるわけではない。トレードオフで、温度条件が他の特性よりも優先する場合はこのポイントを用いる。
*2：Ｖｇｓｏｆｆ・・・・・・ドレイン電流が完全にカットオフするＶｇｓ。エンハンスメント特性のＦＥＴ（通常のＭＯＳ ＦＥＴ）ではＶｇｓ＞０（Ｎｃｈ）、デプレッション特性のＦＥＴ（通常のジャンクションＦＥＴ）では、Ｖｇｓ＜０（Ｎｃｈ）であるのが普通である。
