Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження впливу температури на статичні характеристики польових транзисторів
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Електроніка
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2019
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Твердотільна електроніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
НАЦІАОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
КАФЕДРА НПІВПРОВІДНИКОВОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
/
Лабораторна робота №3
З курсу «Твердотільна електроніка, ч.2»
на тему:
«Дослідження впливу температури на статичні характеристики польових транзисторів»
ЛЬВІВ 2019
Мета: дослідити вплив температури на статичні характеристики і параметри різних типів польових транзисторів
Теоретичні відомості
Температура середовища впливає на усі параметри польових транзисторів. Тому дослідження температурних залежностей статичних характеристик приладів важливе, насамперед під час розроблення електричних схем, які використовуються у широкому інтервалі температур. Зміни у параметрах зумовлені переважно двома фізичними процесами. По-перше, з підвищенням температури у напівпровідниках зменшується рухливість носіїв заряду, що призводить до зменшення струму стоку. По-друге, відбувається перерозподіл носії заряду за енергіями, і рівень Фермі зміщується до середини забороненої зони матеріалу. У зв’язку з цим збільшується контактна різниця потенціалів на керуючому p-n переході, або інверсний шар у МОН-транзисторах біля поверхні межі розподілу «окис-напівпровідник» утворюється за менших напруженостей електричного поля. Тому із збільшенням температури порогова напруга Uпор МОН-приладів зменшується, а у транзисторах з керуючим p-n переходом зростає напруга відсічки Uвідс
Крутість характеристик передачі у польових транзисторах з підвищенням температури зменшується. Внаслідок цього статичні характеристики передачі за незмінних напруг на стоці, але за різних температур середовища перетинаються у деякій точці, що називається термостабільною точкою. Наявність термостабільної точки відкриває широкі можливості для конструювання електронної апаратури з високотемпературною стабільністю вихідних параметрів, оскільки за збігу вибраної робочої точки із координатами термостабільної точки температурний коефіцієнт стокового струму (ТКІ) фактично дорівнює нулю. В околі термостабільної точки температурні зміни струму стоку за фіксованих напруг на транзисторі можуть бути як додатними, так і від’ємними. Наприклад, якщо у транзисторі з керуючим р-н переходом робочу точку вибирають між термостабільною точкою та напругою відсічки каналу, то ТКІ польового транзистора буде додатнім. Якщо ж координати робочої точки вибирають між термостабільною точкою та нульовою напругою на затворі, то ТКІ стає від’ємним Отже у схемах досягається температурна компенсація параметрів активних елементів. Варто зауважити, що польові транзистори з дуже малими пороговими напругами не мають термостабільної точки і у них величина наруги відсічки зростає за абсолютним значення на 2.2 мВ\°С за підвищення температури середовища, причому це наростання не залежить від параметрів транзистора.
Під час розроблення електронних схем струм стоку польового транзистора з керуючим п-н переходом вибирають рівним або більшим від струму відповідної термостабільної точки. В останньому випадку з підвищенням температури струм стоку приладів зменшуватиметься. Необхідно мати на увазі що у польових МОН-транзисторів зміни характеристик дуже залежать від конструктивних особливостей приладів. Тому під час конструювання підсилювальних каскадів виникає необхідність індивідуального підбору транзисторів для мінімальної температурної залежності і характеристик електронних схем.
Методика експерименту
Дослідження температурних залежностей властивостей польових транзисторів проводять на лабораторному макеті, що складається з резистивного нагрівача, у якому розташовані досліджувальні прилади, перемикачів для підключення різних типів транзисторів до вимірювальних приладів та джерел живлення і регуляторів напруг на затворі та стоці польових транзисторів. Схему під’єднання приладів показано на рис. 1. Струм стоку вимірюють блоком вимірювання струмів цифрового вольтметра. Перемикач К1 під’єднує досліджувані транзистори до джерел живлення та вимірювальних приладів, а К2 – до вольтметра для почергового вимірювання напруг на стоці та затворі. Температуру нагрівача регулюють напругою, яку подають від блока живлення, і контролюють цифровим вольтметром, з’єднаним з термопарою
/
рис.1 Схема макета для дослідження температурних залежностей характеристик польових транзисторів
Завдання та послідовність виконання роботи
Ознайомитись із схемою установки
Дослідити характеристик передачі (за двох фіксованих напруг на стоці) та вихідні статичні характеристики польових транзисторів за кімнатної температури. Визначити порогову напругу та напругу відсічки каналу транзисторів.
Провести вимірювання за інших двох температур середовища, задавши ті самі фіксовані значення напруг на затворі та стоці транзисторів. Дослідження проводити під час встановлення показів термопари. Транзистори нагрівати до температури не більше 100°C.
Побудувати статичні характеристики передачі польового транзистора із керуючим р-н переходом. Знайти координати термостабільної точки. Розрахувати температурні коефіцієнти струму стоку і крутості характеристик в околі термостабільної точки. Визначити напруги відсічки каналу за різних температур.
Розрахувати температурний коефіцієнт стокового струму у транзисторі з керуючим р-н переходом
Побудувати статичні характеристики передачі МОН-транзистора, визначити координати термостабільної точки і оцінити порогові напруги транзистора за різних температур.
Розрахувати параметри польових транзисторів за різних температур.
Напругу на стоці встановлюємо в 100мА
В ході експерименту були отримані такі дані:
20 °C
70 °C
80 °C
Uз, B
Ic, mA
Uз, B
Ic, mA
Uз, B
Ic, mA
0.110
0.012
0,1
0,39
0,1
0,79
0,170
0.03
0,2
0,43
0,2
0,87
0,216
0.05
0,3
0,7
0,3
1,1
0,32
0.1
0,42
0,9
0,42
1,3
0,435
0.2
1
1,27
1
1,7
0,696
0.3
2
1,88
2
2,5
0,9
0.919
5,8
3,713
5,8
4,1
1,5
1.4
9,3
4,8
9,3
5,3
2
2
3,6
6
4,8
9,1
/
Сім'я статичних характеристик передачі польового транзистора із керуючим p-n переходом за різних температур: 1-при температурі 20°С,2 – при температур 70°С, 3 – при температурі 80°С
ВИСНОВОК
На цій лабораторній роботі я дослідив статичні характеристики передачі польового транзистора з керуючим p-n переходом за різних температур. Першим проводився експеримент за кімнатної температури. Наступною температурою було 70°С і в останньому експерименті використовувалася температура 80°С. Статичні характеристик передачі польового транзистора з керуючим p-n переходом за даних температур наведені вище на графіку
01.06.2019 10:06-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора