Тип транзистора N – каналом Р – каналом

С управляющим p-n-

переходом

МДП с индуцирован-

ным каналом

МДП со встроеным

каналом

Наиболее полно работа полевых транзисторов описывается семейством выходных статических вольт-амперных характеристик (рис. 3), которые для всех типов полевых транзисторов практически одинаковы.

а) б) в)

Рис.3. Статические ВАХ транзисторов; полевых с управляющим p-n переходом - (а), и МДП с индуцированным - (б), и встроенным - (в) - каналом.

Начнем с характеристики I_c=f(U_си) при U_зи =0 полевого транзистора с управляющим p-n переходом. При малых значениях U_си ток I_c увеличивается с ростом U_си почти по линейному закону. Затем наступает режим насыщения, при котором рост тока I_c с повышением напряжения практически прекращается. Это происходит потому, что с увеличением тока площадь поперечного сечения проводящего канала уменьшается и при достаточно больших значениях I_c наступает своеобразное динамическое равновесие – увеличение тока I_c вызывает сужение канала, которое приводит к уменьшению тока и наоборот. При достаточно большом напряжении U_си наблюдается резкий рост тока I_c, обусловленный электрическим пробоем p-n- перехода у стокового конца канала.

При U_зи <0 вид характеристики I_c=f(U_си) будет таким же, как и при U_зи =0, только из-за того, что превоначальная площадь поперечного сечения проводящего канала будет меньше, начальное значение тока I 4c 0 также будет меньше. Уменьшается и напряжение насыщения, и напряжение пробоя.

Отличие выходных характеристик разных типов МДП - транзисторов (рис.3.б,в) заключается в расположении характеристик при U_зи =0. В МДП - транзисторе со встроенным каналом (рис.3.в) эта характеристика располагается посредине семейства. Выше ее идут характеристики, соответствующие режиму обогощения, а ниже - режиму обеднения.

Рассмотренные выше характеристики МДП - транзисторов справедливы для случая, когда его подложка (П) соединена с истоком. Подложку можно также использовать в качестве дополнительного электрода, напряжение на котором управляет током в проводящем канале транзистора. В этом случае подложку называют нижним затвором. Механизм управления током оказывается совершенно аналогичным механизму действия затвора, а семейство характеристик I_c=f(U_си) при U_пи =const имеет тот же вид, что и характеристик при U_зп =const.

Основными параметрами полевых транзисторов является: крупизна характеристики S, коэффициент усиления m и внутреннее сопротивление R_i. Крутизной характеристики полевого транзистора называют отношение изменения тока стока к вызвавшему его изменению напряжения на затворе при U_cи =const:

S = ¶ Ic ¤¶ Uзи

Коэффициент усиления m полевого транзистора называют отношение изменения напряжения стока и вызвавшему его изменению напряжения на затворе при I_c =const

m = ¶ U_cи / ¶ U_зи

Внутренним сопротивлением R 4i 0 полевого транзистора называют отношение изменения напряжения стока к соответствующему изменению тока стока при U 4зи 0=const:

R_i = ¶ U_cи / ¶ I_c

Коэффициент усиления, кривизна характеристики и внутреннее сопротивление полевого транзистора связаны между собой соотношением:

m = S*R_i

Рабочей областью полевых транзисторов является область динамического равновесия, в которой S = 0.3 - 3 мА/В, а R_i - составляет несколько мегаом. Важнейшими особенностями полевых транзисторов является их очень высокие входное сопротивление (до 10¹⁵ Ом) и граничная частота (до 1 ГГц). С конструктивной точки зрения полевые транзисторы, особенно МДП - транзисторы, являются весьма прогрессивными активными элементами.

Порядок проведения работы.

Для проведения лабораторной работы необходимы: ГН1, ГН2, АВМ1, АВМ2, осцилограф С1-73, транзистор КП103.

1. Собирается схема согласно передней лицевой панели 7. 2. Ручки регулировки ГН1 установит в крайнее левое поло-

жение, ГН2 в крайнее левое положение. Тумблер АВМ1-АВО в положение АВМ1. Тумблер АВМ2-МВ в положение АВМ2. Предел измерения АВМ1 - 5 мА. Предел измерения АВМ2 - 1 В. Чувствительность осцилографа С1-73: 2 В/дел. Вход У - открытый (@).

После проверки правильности монтажа схемы преподавателем, включить тумблер "СЕТЬ".

3. Изменяя напряжение затвор - исток U_GS в пределах 0 - +2В, замеряю ток стока I_D при постоянных напряжениях на стоке: U_DS1 = -5 В, U_DS2 = -10 В, U_DS3 = -15 В. Напряжение на стоке необходимо поддерживать постоянным независимо от тока I_D. Данные заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

UGS, B	2.0	1.6	1.4	1.2	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2	0.1
IDS, мА при UDS=-5В
IDS, мА при UDS=-10В
IDS, мА при UDS=-15В

4. Изменяя напряжение, сток-исток U_DS от 1.0 до 15.0 В при постоянных напряжениях затвор-исток U_GS =1.0; 0.6; 0.2; 0В замеряют ток стока I_D. Данные заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

UDS, B
ID, мА при UGS=1В
ID, мА при UGS=0.6В
ID, мА при UGS=0.2В
ID, мА при UGS=0В

5. После проведения измерений все ручки управления привести в исходное положение, выключить стенд, осцилограф С1-73, отсоединить провода.

По таблице 1 строят переходные характеристики, по таблице 2 строят выходные характеристики полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Устройство полевого транзистора.

2. Классификация и обозначение полевых транзисторов.

3. Принцип действия полевого транзистора с p-n переходом.

4. Принцип действия полевого транзистора с МДП - транзистора.

5. Характеристики полевых транзисторов.

Литература.

1. Жеребцов И.П. Основы электроники. –Л.:Энергоатомиздат, 1985.

2. Основы промышленной электроники/Под ред. Герасимова В.Г. – М.:Вышая школа, 1986.

3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. –М.: Энергоатомиздат, 1983

Дата добавления: 2015-07-08