Краткие теоретические сведения. Лабораторная работа № 6.

Лабораторная работа № 6.

«Исследование полевого транзистора с управляющим

PN – переходом».

1. Цель работы:

1.1. Исследование ПТ в статистическом режиме.

1.2. Снятие статических характеристик.

1.3. Изучение схемы измерения и определение параметров ПТ.

1.4. Привитие практических навыков электрических измерений.

2.Литература.,

2.1.Вайсбурд Ф.И. "Электронные приборы и усилители" стр. 101 - 109 и 111 - 119.

2.2 Л.В.Ушакова. «Электронная техника».

Домашнее задание.

3.1. Используя рекомендуемую литературу и вспомогательный материал для данной лабораторной работы, изучите:

3.1.1. Устройство и принцип работы ПТ с управляемым PN - переходом,

3.1.2. Включение ПТ по схеме с общим истоком.

3.1.3. Выходную (стоковую) и передаточную (стоко-затворную) характеристики ПТ.

3.1.4. Определение параметров ПТ: S - крутизна; Ri - внутреннее (выходное) сопротивление; µ - коэффициент усиления ПТ и их методику определения графическим способом по характеристикам.

3.2. Проверить свои знания путем устного ответа на контрольные
вопросы.

3.3. Подготовить бланк отчета по лабораторной работе.

Оборудование для выполнения работы.

4.1. Персональный компьютер с установленной программой «Multisim»

4.2. Схема исследования динамического режима транзистора.

Краткие теоретические сведения

У биполярных транзисторов сравнительно мало входное сопротивление в основных схемах с ОЭ и особенно с ОБ, поэтому в цепи управления протекают сравнительно большие токи, и требуется значительная мощность для управления потоком носителей заряда. Этих недостатков лишены полевые транзисторы - полупроводниковые приборы с большим входным сопротивлением, минимальным потреблением тока и мощности на входе для управления потоком носителей заряда.

Полевой транзистор, в котором управление осуществляется с помощью изменения обратного напряжения, подаваемого на управляющий PN переход, состоит из токопроводящего канала (например, n-типа, как на рис.1) с двумя выводами, которые носят название исток и сток.

Токопроводящий канал находится между двумя областями противоположной проводимости, в данном случае p-типа, с которыми он образует два p-n - перехода. Эти области соединяются между собой и имеют один вывод- затвор

затвор

исток

затвор

Рис.1. Устройство полевого транзистора с 2-мя затворами

Напряжение U_зи управляет толщиной канала, и, следовательно, его сопротивлением. С ростом обратного напряжения в точках затвор - исток U_3И при постоянном напряжением сток - исток U_CИ, канал становится тоньше, его сопротивление увеличивается, и при неизменном напряжении U_CИ ток стока I_С уменьшается. При некотором значении обратного напряжения U_3И канал перекрывается. Это напряжение называется напряжением отсечки. Таким образом, ток стока I_С - это ток основных носителей заряда, который течет под действием электрического поля в канале, т.е. дрейфовый ток. Так как ток стока обусловлен носителями заряда только одного знака, то полевые транзисторы являются униполярными полупроводниковыми приборами в отличие от биполярных транзисторов.

Полевой транзистор, как биполярный, является активным четырехполюсником и также имеет три электрода. Следовательно, возможны три схемы включения полевого транзистора: 1) с общим истоком (ОИ); 2) с общим затвором (03); 3) с общим стоком (ОС).

Схема с ОИ употребляется наиболее часто.

Основные параметры полевых транзисторов

Крутизна характеристики:

,

где – приращение тока стока; – приращение напряжения на затворе.

Крутизна характеризует управляющее действие затвора. Этот параметр определяют по управляющим характеристикам.

Внутреннее (выходное) сопротивление :

,

(4.4)

где – приращение напряжения стока; – приращение тока стока.

Этот параметр представляет собой сопротивление транзистора между стоком и истоком (сопротивление канала) для переменного тока. Определяется на пологих участках выходных характеристик.

Коэффициент усиления :

,

(4.5)

Коэффициент усиления показывает, во сколько раз сильнее действует на ток стока изменение напряжения затвора, нежели изменение напряжения стока, т. е. выражается отношением таких изменений и , которые компенсируют друг друга в результате чего ток остается постоянным. Для подобной компенсации и должны иметь разные знаки, что определяет наличие знака «–» в правой части выражения (4.5).

Определяется по передаточной (стоко-затворной) характеристике полевого транзистора

Эти три параметра (, , ) связаны между собой зависимостью:

,

(4.6)

Входное сопротивление :

,

(4.7)

где – приращение напряжения на затворе; – приращение тока стока;

Поскольку током затвора является обратный ток p-n -перехода, который очень мал, то входное сопротивление оказывается очень большим, что является основным достоинством полевого транзистора.

Выходной (стоковой) характеристикой полевого транзистора называется графически выраженная зависимость I_c = f (U_Cи)) при и_зи = const. Передаточной (стоко-затворной) характеристикой полевого транзистора называется графически выраженная зависимость I_c = f (U_3и)) при U_Cи = const. Примеры этих характеристик представлены на рис.2.

План работы.

6.1. Снять стоко-затворную характеристику ПТ. I_c = F (Uз) при U_c=const.

6.2. Снять стоковую характеристику ПТ I_c = F (U_c) при Uз = const.

6.4.Построить стоко-затворную и стоковую характеристики на миллиметровой бумаге.

6.5. Определить в выбранных точках на характеристиках S, Ri, µ

6.6. Определить на стоко-затворной характеристике напряжение отсечки.

6.7. Данные значения параметров сравнить со справочными данными.

6.8. Сдать зачет по лабораторной работе.

Дата добавления: 2015-10-24