МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПОЛЬОВОГО ТРАНЗИСТОРА Інструкція до лабораторної роботи № 8 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” для студентів базового напряму 6.0914 «Комп’ютеризовані системи, автоматика і управління» Затверджено на засіданні кафедри (Автоматика і телемеханіка( Протокол №8 від 24 січня 2002 р. Львів – 2002Мета роботи – вивчення принципу дії, зняття характеристик і визначення основних параметрів польового транзистора з керованим n-p переходом. Теоретичні відомості Польові транзистори (канальні або уніполярні) – це транзистори, в яких керування струмом відбувається шляхом зміни електропровідності каналу з допомогою електричного поля, яке направлене перпендикулярно до напрямку протікання струму. Вперше були винайдені в 1952 р. американським фізиком У. Шоклі. Головною перевагою польових транзисторів є високий вхідний опір, значення якого може навіть перевищувати вхідний опір електронних ламп. Побудований на основі пластини одного типу провідності на протилежних кінцях якої сформовані два виводи – витік і стік. Область з протилежним типом провідності називається затвором. Простір між витоком і стоком називається каналом. В залежності від технології формування затвору польові транзистори поділяються на дві групи: з керованим n-p переходом та з ізольованим затвором. Фізичні процеси в польовому транзисторі з керованим n-p переходом проходять наступним чином. При зміні вхідної зворотної напруги, яка подається відносно витоку на затвор, змінюється ширина n-p переходу. Відповідно до цього змінюється площа поперечного перерізу каналу, через який проходить потік основних носіїв заряду, тобто вихідний струм. Якщо збільшувати напругу на затворі, то ширина n-p переходу збільшується, площа поперечного перерізу каналу зменшується, а опір каналу постійному струму зростає, що викликає зменшення струму стоку. Польові транзистори з керованим n-p переходом працюють тільки в режимі збіднення каналу носіями заряду. Напруга, при якій струм стоку близький до нуля, називається напругою відсічки Uвід. При напрузі затвору, яка дорівнює нулю, поперечний переріз каналу найбільший, струм стоку максимальний і визначається омічним опором самого каналу. Для того, щоб забезпечити якомога кращі керуючі властивості, канал польового транзистора виготовляють із напівпровідника з високим питомим електричним опором. Польові транзистори характеризуються такими основними параметрами: S ( крутизна, яка характеризує керуючі властивості затвору. Значення крутизни складає декілька міліампер на вольт (мА/В); rвих ( вихідний опір, це опір між стоком і витком для змінного струму. Значення rвих досягає сотень кілоом;
( максимальний струм стоку при
; Uвід. ( напруга відсічки, напруга при якій струм стоку дорівнює нулю; Сз-в ( вхідна ємність, ємність між затвором і витоком. Складає одиниці пФ; Сз-с ( прохідна ємність, це ємність між затвором і стоком. Переважно вона менша від вхідної ємності; Св-с ( вихідна ємність, це ємність між витоком і стоком. Переважно має найменше значення; Із ( струм витікання затвору. Як правило, випускають кремнієві польові транзистори, в яких струм витікання затвору або зворотний струм n-p переходу дуже малий і його значення переважно складає
А. Польові транзистори з керованим n-p переходом можуть бути виготовлені за сплавною або дифузійною технологією. Сплавні польові транзистори низькочастотні, а дифузійні можуть працювати на частотах до сотень мегагерц. Крім високого значення вхідного опору для постійного струму, який досягає десятків мегом, польові транзистори мають високу температурну і радіаційну стійкість, створюють менший рівень шумів. Недолік багатьох польових транзисторів ( порівняно низька крутизна. Контрольні запитання Розкажіть про будову та принцип дії польового транзистора з керованим n-p переходом. Намалюйте схему включення польового транзистора з врахуванням полярності джерел живле...