Лабораторные работы Электроника (1076461), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Их отличие от биполярных транзисторов состоит в том, что вбиполярных транзисторов управляющим сигналом является слабыйток базы, а в полевых — потенциал затвора (точнее, разность потенциалов между затвором и истоком).Главной характеристикой полевого транзистора является егопередаточная характеристика, т.е. зависимость тока в канале транзистора Iс от напряжения затвор–исток Uзи. Типичный вид передаточной характеристики полевых транзисторов рассмотренных типов приведен на рис.
17.4a. Ее особенность состоит в том, что при некоторойвеличине обратного напряжения затвор–исток, превышающей такназываемое пороговое напряжение Uп, ширина канала обращается вноль, и поэтому ток через канал прекращается. При нулевом значениинапряжения затвор–исток ток через транзистор достигает максималь43ного значения. Положительные значения Uзи у транзисторов с управляющим p-n переходом приводят к резкому росту тока затвора и поэтому не используются. В МДП-транзисторах ток затвора невозможенблагодаря изолирующей диэлектрической пленке, поэтому положительные значения Uзи вполне допустимы.Приведенной передаточной характеристикой обладают полевые транзисторы с управляющим p-n переходом, а также МДПтранзисторы, у которых канал с отличной от нуля шириной существует при отсутствии напряжения затвора.
По этой причине такие МДПтранзисторы называют транзисторами со встроенным каналом, а также транзисторамиобедненного типа. Возможна,однако, такая структура МДПтранзистора, при которой в отсутствии напряжения затвора канал отсутствует, и появляетсятолько при появлении некоторогоРис. 17.4а. Типичная передаточнаяположительного (для транзистохарактеристика нормально открытогоров с каналом n-типа) напряжеn–канального полевого транзисторания Uзи.
Такие МДП-транзисторыполучили название транзисторы с индуцированным каналом, а такжетранзисторами обогащенного типа. Типичный вид их передаточнойхарактеристики приведен на рис. 17.4б, а их обозначение на принципиальных схемах — на рис. 17.5.По передаточной характеристике транзистора можно определить такой его главный параметр, как крутизна:I сS,U зи U constсит.е.
наклон передаточной характеристики при постоянном напряжении между стоком и истоком. Из графиков, приведенных на рис. 17.4аи рис. 17.4б, видно, что крутизна полевого транзистора растет приувеличении тока Iс через него.44Вид передаточной характеристики практически не изменяетсяпри изменении напряжения Uси.Это, впрочем, справедливо толькопри достаточно больших значениях Uси (порядка 2–3 В). Зависимость тока Iс от напряжения Uзиназывается выходной характеристикой полевого транзистора.Рис. 17.4б. Типичная передаточнаяхарактеристики нормально закрытого Поскольку вид выходной характеристики меняется при измененииn-канального полевого транзисторанапряжения Uзи, выходные характеристики при различных Uзи образуют семейство выходных характеристик.
Типичный вид семействавыходных характеристик полевого транзистора приведенна рис. 17.6. Принципиальнымотличием выходных характеристик полевого транзистораРис. 17.5. Нормально закрытые полевыеот характеристик биполярноготранзисторы с изолированным затвором:является то, что они не преа) n-канальные, б) p-канальныетерпевают излома при нулевом напряжении сток–исток. При небольших значениях напряжениясток–исток выходная характеристика полевого транзистора зависитот этого напряжения почтилинейно. Эта область носитназвание начальной зонывыходной характеристики.Оставшуюся область семействахарактеристикпринято называть зонойсжатия или зоной насыщения.ЛинейностьвыходРис.
17.6. Типичный вид семейства выходныхныххарактеристиквхарактеристик n-канального полевоготранзистора с управляющим p-n переходомначальной зоне, а такжезави45симость коэффициента этой линейной зависимости от напряжениязатвор–исток позволяют использовать полевой транзистор в качествеуправляемого сопротивления. Возможность внешнего управлениясопротивлением полевого транзистора лежит также в основе другогораспространенного применения полевых транзисторов — использование его в качестве электронного ключа. Причем, в отличие от биполярных транзисторов, ток в ключах на основе полевых транзисторовможет изменять направление.Слабая зависимость тока Iс от напряжения Uси в зоне насыщения характеризуется дифференциальным выходным сопротивлениемполевого транзистора:rвых U сиI с.U зи constКак и у биполярных транзисторов, дифференциальное сопротивление полевых транзисторов снижается при увеличении тока Iс.Контрольные вопросы1.
Почему при рассмотрении полевых транзисторов практически не применяется понятие входного сопротивления?2. Как изменится вид семейства выходных характеристик полевого транзистора для транзистора с p-каналом по сравнению сn-канальным транзистором?3. Сравните токи затвора для полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором.4. Возможно ли существование нормально закрытых полевыхтранзисторов с управляющим p-n переходом?5. Может ли крутизна полевого транзистора принимать отрицательные значения?6.
Почему при работе с МДП-транзисторами необходимо применять специальные средства защиты от статического электричества?467. Почему на рис. 17.6 представлены выходные характеристикиполевого транзистора только для отрицательных значений напряжения затвор–исток?Программа лабораторной работы1. Выбрать транзистор для исследования.2. Снять не менее трех передаточных характеристик транзистора при разных значениях напряжения Uси.
Для этого подать на сток иисток транзистора постоянное напряжение и снять зависимость токастока Iс от напряжения Uзи.3. Снять зависимость крутизны полевого транзистора от значения его тока стока Iс. Для этого подать на затвор транзистора суммупостоянного Uз0 и переменного Uз1 напряжения, как это показано нарис. 17.7. Измерить постоянную и переменную составляющие токастока Iс0 и Iс1.
Вычислить крутизну транзистора S I с1 U з1 .Изменяя величину постояннойсоставляющей напряжения затвор–исток Uз1 и фиксируя значения постоянной составляющейтока стока Iс0, построить зависиРис. 17.7. Измерение крутизнымость S I с . При измеренияхполевого транзистора и ее зависимостинеобходимо соблюдать условиеот величины тока стокаIс1<< Iс0.4. Снять семейство выходных характеристик полевого транзистора. Для этого установить некоторое постоянное напряжение затвор–исток и, изменяя величину постоянного напряжения сток–истокUси, измерить соответствующие ему значения тока стока Iс. Процедуру повторить для нескольких (не менее 5) значений напряжения Uзи.5.
По построенному семейству выходных характеристик полевого транзистора вычислить значения выходного сопротивления по47левого транзистора для используемых значений напряжения затвор–исток. Для этого аппроксимировать участок выходной характеристики в зоне насыщения прямой линией и вычислить коэффициент ее наклона: rвых U си I с .48Содержание отчетаОтчет должен содержать:1.
Таблицу измерений передаточных характеристик полевоготранзистора и графики передаточных характеристик (не менее 3) приразличных значениях напряжения Uси.2. Таблицу измерения зависимости крутизны полевого транзистора от значения его тока стока Iс и построенный по ним график.3.
Семейство выходных характеристик полевого транзисторадля разных значений постоянного напряжения затвор–исток.4. Рассчитанные по результатам п. 3 значения выходного сопротивления полевого транзистора.49СодержаниеТема 1.Осциллограф ..................................................................1Тема 2.Полупроводниковый диод. Выпрямители ..................9Тема 3.Стабилитрон ...................................................................18Тема 4.Тиристор .........................................................................25Тема 5.Биполярный транзистор ................................................32Тема 6.Полевой транзистор ......................................................4150Учебное изданиеБелодедов Михаил Владимирович,Михайлова Ольга Михайловна,Черных Сергей ВикторовичСхемотехникаЧасть IПассивные и активные элементыУчебное пособиеРедактор Н.В.
ГерценштейнКорректор Е.Е. БушуеваПечатаетсяс подготовленного авторами оригинал-макета51Подписано в печать 29.12.08. Формат 60×84/16. Бумага офсетная.Печать на ризографе. Усл. печ. л. 9,42. Тираж 200 экз. Заказ № 388/356.Московский государственный университет печати.127550, Москва, ул.
Прянишникова, 2а.Отпечатано в РИО МГУП5253.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
