mai43.pdf

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Лабораторная работа

«Исследование характеристик полевого

транзистора»

Москва, 2006 г.

Полевой транзистор (ПТ) содержит три полупроводниковые области

одного и того же типа проводимости, называемые соответственно исто-

ком, каналом и стоком , а также управляющий электрод – затвор.

В полевом транзисторе используется движение носителей заряда

только одного знака (основных носителей), которые из истока через канал

движутся в сток. Электрическое поле напряжения, приложенного между

затвором и истоком, изменяет проводимость канала и, следовательно, ток

через канал. Это управляющее током электрическое поле направлено пер-

пендикулярно движению носителей зарядов и может быть названо попе-

речным . Носители зарядов движутся в канале от истока к стоку под дейст-

вием продольного электрического поля, создаваемого напряжением между

стоком и истоком.

В данной работе используется полевой транзистор с управляющим p-

n переходом и каналом n- типа, схематическое изображение которого при-

ведено на рисунке 1.

В полевых транзисторах с управляющим p-n переходом в качестве

затвора используется область противоположного типа проводимости по

отношению к каналу, образующая с ним p-n переход, который в рабочем

режиме имеет обратное включение. Напряжение на затворе изменяет тол-

щину обедненного слоя управляющего p-n переход и тем самым изменяет

толщину проводящей части канала, а, следовательно, проводимость канала

и ток через него.

Полевые транзисторы различаются также по типу проводимости ка-

нала: транзисторы с каналом p- или n- типа.

Iс

Rн

Uси

-Uзи

Рисунок 1. Схематическое изображение полевого транзистора с управ-

ляющим p-n переходом и каналом n- типа.

Описание установки

Исследование характеристик ПТ транзистора осуществляется с по-

мощью характериоскопа, позволяющего получить на экране семейства

ВАХ п/п транзисторов. В состав лабораторной установки входят также

транзистор и разъем с тремя проводами. Транзистор припаян к плате с 3

выводами. К среднему выводу присоединен затвор транзистора. К выводу,

окрашенному в красный цвет, присоединён сток. Плата с транзистором

вставляется в разъём с тремя проводами. Рекомендуется вставлять плату

таким образом, чтобы красный вывод стока соответствовал красному (ро-

зовому) проводу. Белый провод при этом будет соответствовать затвору

транзистора, а чёрный провод оказывается соединённым с истоком.

Штекеры проводов подсоединяются к гнёздам характериоскопа .

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Включите питание прибора ручкой "SCALE ILLUM" и установите

удобный уровень освещенности шкалы. Время прогрева прибора не ме-

нее 5 минут.

1. Снимите семейство выходных ВАХ в схеме с общим истоком.

Для снятия семейства выходных ВАХ в схеме с общим истоком по-

ставьте переключатель " OFF " в нейтральное положение и подключите

транзистор следующим образом:

− исток (черный провод) к клемме Е;

− затвор (белый провод) к клемме В;

− сток (красный провод) к клемме С.

После подсоединения транзистора установите на приборе

CHARACTERISCOPE ручки управления в следующие положения:

− переключатель "НОR .VOLTS" в положение (0,5 – 1,0) В/дел;

− переключатель "VERT. CURRENT " в положение – (0.5 – 1) мА/дел.;

− переключатель "BASE STEPS" в положение "6";

− тумблер "STEP POL" в положение '' - ";

− кнопка "ONE CURVE" отжата;

− переключатель "STEP AMPLITUDE" в положение (.1- .2) В;

− переключатель "COLLECTOR SUPPLY" в положение – "+ АС ".

После того, как будут выставлены необходимые чувствительности,

полярности и количество шагов, можно включить изображение, переведя

переключатель " OFF " в соответствующие положение Å или Æ . В резуль-

тате на экране должно появиться семейство ВАХ (смотрите рисунок 2).

Каждая кривая семейства соответствует соответствующему постоянному

значению входного напряжения на гнезде “B”.

После этого необходимо произвести балансировку. Балансировка

осуществляется вращением ручки "OFFSET". При вращении ручки

"OFFSET" семейство кривых синхронно перемещается по экрану. Для ба-

лансировки нужно добиться такого положения, когда верхняя кривая оста-

новится (при этом она будет соответствовать U ЗИ = 0); начало этой кривой

(яркая точка) является началом координат при построении графика ВАХ.

После балансировки откорректируйте чувствительность вертикального от-

клонения (переключателем "VERT. CURRENT " ) и шаг входного напряжения

(переключателем "STEP AMPLITUDE" ) так, чтобы семейство ВАХ зани-

мало как можно большую часть экрана характериоскопа а нижняя кривая

как можно ближе к нулевому току. Перерисуйте семейство выходных ВАХ

на миллиметровку в масштабе достаточно крупном для дальнейших вы-

числений (1 клетка на экране осциллографа ≤ 1см).

Рисунок 2. Семейство выходных характеристик ПТ.

На семействе выходных ВАХ проведите нагрузочную прямую, опре-

делите нагрузочное сопротивление R Н и выберите рабочую точку А .

2. Постройте сток-затворные характеристики на основании выход-

ных ВАХ для трех значений выходного напряжения U СИ . Способ графиче-

ского построения сток-затворных характеристик приведен в Приложении.

Определите U ЗИ НАС , продлив построенные зависимости до пересече-

ния с осью 0 - U ЗИ .

3. Рассчитайте параметры исследуемого полевого транзистора по его

характеристикам (смотрите Приложение):

а) Крутизну сток-затворной характеристики:

S=(ΔI C )/(ΔU ЗИ ) , мА/В при ΔU СИ =0 (U СИ =const);

б) Внутреннее дифференциальное сопротивление:

r i = (ΔU СИ )/(ΔI C ), Ом при ΔU ЗИ =0 (U ЗИ =const);

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: