Дослідження польового транзистора з керованим n-p переходом. Звіт про виконання лабораторної роботи з Електроніка та мікросхемотехніка. Робота № 513090

Перехід до торгівельного партнера Binance

Дослідження польового транзистора з керованим n-p переходом

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Інститут комп'ютерних технологій

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Автоматики

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Звіт про виконання лабораторної роботи

Предмет:

Електроніка та мікросхемотехніка

Група:

КС-23

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Національний університет „Львівська політехніка” Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології Звіт про виконання лабораторної роботи №6 з курсу: «Електроніка та мікросхемотехніка» на тему: «Дослідження польового транзистора з керованим n-p переходом» Львів 2008 Мета роботи - вивчення принципу дії, зняття характеристик і визначення основних параметрів польового транзистора з керованим п-р 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 п-р переходом та з ізольованим затвором. Фізичні процеси в польовому транзисторі з керованим п-р переходом проходять наступним чином. При зміні вхідної зворотної напруги, яка подається відносно витоку на затвор, змінюється ширина п-р 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 п-р переходу збільшується, площа поперечного перерізу каналу зменшується, а опір каналу постійному струму зростає, що викликає зменшення струму стоку. Польові транзистори з керованим п-р переходом працюють тільки в режимі збіднення каналу носіями заряду. Напруга, при якій струм стоку близький до нуля, називається напругою відсічки ивід. 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; Іст.макс. - максимальний струм стоку при Uз__e = 0; Uвід - 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; І3 - струм витікання затвору. Як правило, випускають кремнієві польові транзистори, в яких струм витікання затвору або зворотний струм п-р переходу дуже малий і його значення переважно складає (10-8 - 10-10)А. Польові транзистори з керованим п-р 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. Схема для дослідження, необхідні прилади та деталі Схема для зняття характеристик польового транзистора з керованим п-р переходу наведена на рис. 1. Для добору елементів схеми необхідно знати допустимі значення струмів і напруг досліджуваного транзистора. В табл. 1 вказані основні параметри деяких польових транзисторів із керованим п-р переходом. У схемі є два незалежні джерела живлення, що дозволяє змінювати напругу на затворі і стоці польового транзистора. Потенціометри R1 і R2, які дозволяють регулювати напругу на затворі і стоці транзистора, мають опір порядку (500-1000) Ом. Вимірювальні прилади в колах затвору і стоку розраховані на вимірювання постійних струмів і напруг. Доцільно застосовувати прилади магнітоелектричної системи. Межі вимірювань цих приладів повинні бути зручними для зняття стокових та стоково-затворних характеристик і залежать від значення струмів і напруг у колах досліджуваного транзистора (уточнюються при випробуванні схеми). Таблиця 1. Тип польового транзистора Максималь- ний струм стоку, мА Крутизна S, мА/В Напруга відсічки Uвід, В Максималь- ний струм витікання затвора І3, нА Максимальна напруга між стоком і витоком Uc-в.макс, В КП101Г- 24-5 0,154-0,4 44-8 <2 10 КП101Е КП 102А- 0,54-6 0,254-1,3 2,84-10 <15 20 КП 102Е КП103Е- 0,3-12 0,44-4,4 0,44-7 <20 104-12 КП103М КП302А- 34-65 5-7 54-10 <1 20 КП302Г ВИКОНАННЯ РОБОТИ План роботи: Складання та випробування схеми. Зняття стокових характеристик польового транзистора Іст = f(Ucm) при U 3 = const. 3. Зняття стоково-затворної характеристики польового транзистора Iст=f(Uз) при Ucm = const. Побудова стокових і стоково-затворних характеристик польовоготранзистора. Визначення параметрів польового транзистора за стоковоюхарактеристикою: крутизни характеристики S; вихідного диференціального опору rвих. 6. Визначення параметрів польового транзистора за стоково-затворноюхарактеристикою: максимального струму стоку Iст.макс крутизни характеристики S; напруги відсічки Uвід Складання і випробування схеми Досліджуваний польовий транзистор, джерела живлення, вимірювальні прилади і потенціометри з'єднують за схемою, яка наведена на рис.1. Після перевірки починають випробування схеми. Для цього потенціометром R1 встановлюють напругу на ділянці затвор-витік приблизно 0,5 В, а потенціометром R2 змінюють напругу між стоком і витоком від 0 до (5-20) В. Рис. 1. Схема для дослідження польового транзистора Спостерігаючи, як змінюється струм стоку, переконуються у можливості зняття стокової характеристики. Можливість зняття стоково-затворної характеристики перевіряють, подаючи на стік напругу (5-10) В. Підтримуючи цю напругу сталою, змінюють напругу між затвором і витоком від 0 В до значення напруги, яка відповідає напрузі відсічки та спостерігають, як змінюється струм стоку. Зняття стокових характеристик польового транзистора Iст = f(Ucm ) при Uз=const. Перед зняттям характеристик готують таблицю спостережень (табл.2) Транзистор типу Таблиця 2 Uз1= Uз2= Uз3= Uз4= UCT, В Iст, мА Uст, В Іст, мА Uст, В Iст, мА Ucт, В Іст, мА Стокові характеристики польового транзистора знімають для (5-8) значень напруг на затворі U3. Значення напруг на затворі залежать від типу досліджуваного транзистора і знаходяться в межах (0-10) В. Напругу стоку змінюють під час зняття характеристики через (1-2) В за допомогою потенціометра R2. Зняття стоково-затворної характеристики польового транзистора Icm=f(U3) при Ucm= Const Перед зняттям характеристики готують таблицю спостережень (табл.З). Таблиця ЗТранзистор типу Uз, В Iст,мА Стоково-затворну характеристику знімають для декількох сталих значень напруг стоку, наприклад: Ucml =5B, Ucm2 = 10В. При цьому змінюють напругу на затворі від 0 (при максимальному значенні струму стоку) до напруги відсічки (при якій струм стоку дорівнює нулю) через (0,1-0,2) В. Побудова стокових та стоково-затворних характеристик польового транзистора На основі табл.2 і табл.З у прямокутній системі координат будують сімейство стокових і стоково-затворних характеристик. Приблизний вигляд цих характеристик показаний на рис.2 і рис.З. Визначення параметрів польового транзистора за стоковою характеристикою Для визначення вихідного диференціального опору на одній із стокових характеристик будують характеристичний трикутник ABC, з якого знаходять Визначення параметрів польового транзистора за стоково-затворною характеристикою На цій характеристиці (рис.З) визначають значення напруги відсічки Ueід. Для визначення крутизни характеристики на стоково-затворній характеристиці будують характеристичний трикутник ABC, з якого знаходять

Звіт про виконання лабораторної роботи Електроніка та мікросхемотехніка

2015

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись