ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПОЛЬОВОГО ТРАНЗИСТОРА. Інструкція до лабораторної роботи з Електроніка та мікросхемотехніка. Робота № 518777

ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПОЛЬОВОГО ТРАНЗИСТОРА

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Комп’ютеризовані системи

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Інструкція до лабораторної роботи

Предмет:

Електроніка та мікросхемотехніка

Завантажити

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

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 – 2002Зняття характеристик і визначення параметрів польового транзистора: Інструкція до лабораторної роботи №8 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” / Укл.: Вітер О.С., Гаранюк І.П. ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2002. ( 9 с. Укладачі Вітер О.С., канд. техн. наук, доц. Гаранюк І.П., канд. техн. наук, доц. Відповідальний за випуск Дудикевич В.Б., д-р техн. наук, проф. Рецензенти Стрілецький З.М., канд. техн. наук, доц. Мотало В.П., канд. техн. наук, доц. 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 живлення в колі затвору і стоку. Яке умовне позначення польових транзисторів з керованим n-p переходом? Чим пояснити високий вхідний опір польового транзистора порівняно з біполярними транзисторами? Які носії зарядів (основні чи неосновні) беруть участь в утворенні струму стоку? Зобразіть сімейство стокових характеристик польового транзистора та поясніть вплив напруги стоку та затвору на струм стоку. Вкажіть на стоковій характеристиці її робочу область. Намалюйте стоково-затворну характеристику польового транзистора і поясніть принцип керування струмом стоку. Назвіть основні параметри польового транзистора і способи їх визначення за статичними характеристики. Порівняйте властивості польового (уніполярного) транзистора з біполярним транзистором та електронною лампою (пентодом). Розкажіть про можливості практичного застосування польових транзисторів в електронній апаратурі. Схема для дослідження, необхідні прилади та деталі Схема для зняття характеристик польового транзистора з керованим n-p 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 n-p 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 , В Максималь-ний струм витікання затвора , нА Максимальна напруга між стоком і витоком , В КП101Г( КП101Е 2(5 0,15(0,4 4(8 ( 2 10 КП 102А( КП 102Е 0,5(6 0,25(1,3 2,8(10 ( 15 20 КП103Е( КП103М 0,3(12 0,4(4,4 0,4(7 ( 20 10(12 КП302А( КП302Г 3(65 5(7 5(10 ( 1 20 . ВИКОНАННЯ РОБОТИ План роботи: Складання та випробування схеми. Зняття стокових характеристик польового транзистора при . Зняття стоково-затворної характеристики польового транзистора при . Побудова стокових і стоково-затворних характеристик польового транзистора. Визначення параметрів польового транзистора за стоковою характеристикою: крутизни характеристики ; вихідного диференціального опору . Визначення параметрів польового транзистора за стоково-затворною характеристикою: максимального струму стоку ; крутизни характеристики ; напруги відсічки . 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 встановлюють напругу на ділянці затвор-витік приблизно 0,5 В, а потенціометром 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 при . Перед зняттям характеристик готують таблицю спостережень (табл.2) Транзистор типу ________ Uз1=___ В Uз2=___ В Uз3=___ В Uз4=___ В Ucт , В Iст, мА Ucт , В Iст, мА Ucт , В Iст, мА Ucт , В Iст, мА Стокові характеристики польового транзистора знімають для (5(8) значень напруг на затворі . 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. Зняття стоково-затворної характеристики польового транзистора при Перед зняттям характеристики готують таблицю спостережень (табл.3). Транзистор типу ________ Uз , В Iст, мА Стоково-затворну характеристику знімають для декількох сталих значень напруг стоку, наприклад: , . 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.3 у прямокутній системі координат будують сімейство стокових і стоково-затворних характеристик. Приблизний вигляд цих характеристик показаний на рис.2 і рис.3. Визначення параметрів польового транзистора за стоковою характеристикою Для визначення вихідного диференціального опору на одній із стокових характеристик будують характеристичний трикутник АВС, з якого знаходять (1) Визначення параметрів польового транзистора за стоково-затворною характеристикою На цій характеристиці (рис.3) визначають значення напруги відсічки . Для визначення крутизни характеристики на стоково-затворній характеристиці будують характеристичний трикутник АВС, з якого знаходять (мА/В). (2) ВКАЗІВКИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ Звіт повинен містити: Точну назву та мету роботи. Значення основних параметрів досліджуваного польового транзистора. Схему для зняття характеристик польового транзистора з описом параметрів її елементів. Таблиці спостережень. Стокові характеристики транзистора при . Стоково-затворні характеристики транзистора при Значення параметрів транзистора, визначених із статичних характеристик. Короткий висновок по роботі. Література: Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия, 1973. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. Ч.1. Электронные устройства информационной автоматики. – К.: Выща шк., 1989. Захаров В.К., Лыпарь Ю.И. Электронные устройства автоматики и телемеханики. – Л.: Энергоиздат, 1984. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – С-П.: КОРОНА принт, 1998.

Інструкція до лабораторної роботи Електроніка та мікросхемотехніка

lubkoz

25.01.2013 15:29

Коментарі

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

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись