методичка ко 2ой лабе (полевой транзистор) (555657)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)Лабораторная работа«Исследование характеристик полевоготранзистора»Москва, 2006 г.Полевой транзистор (ПТ) содержит три полупроводниковые областиодного и того же типа проводимости, называемые соответственно истоком, каналом и стоком, а также управляющий электрод – затвор.В полевом транзисторе используется движение носителей зарядатолько одного знака (основных носителей), которые из истока через каналдвижутся в сток. Электрическое поле напряжения, приложенного междузатвором и истоком, изменяет проводимость канала и, следовательно, токчерез канал. Это управляющее током электрическое поле направлено перпендикулярно движению носителей зарядов и может быть названо поперечным.
Носители зарядов движутся в канале от истока к стоку под действием продольного электрического поля, создаваемого напряжением междустоком и истоком.В данной работе используется полевой транзистор с управляющим pn переходом и каналом n- типа, схематическое изображение которого приведено на рисунке 1.В полевых транзисторах с управляющим p-n переходом в качествезатвора используется область противоположного типа проводимости поотношению к каналу, образующая с ним p-n переход, который в рабочемрежиме имеет обратное включение. Напряжение на затворе изменяет толщину обедненного слоя управляющего p-n переход и тем самым изменяеттолщину проводящей части канала, а, следовательно, проводимость каналаи ток через него.Полевые транзисторы различаются также по типу проводимости канала: транзисторы с каналом p- или n- типа.2+ЕIсRнUсиСЗ-UзиИРисунок 1.
Схематическое изображение полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом n- типа.Описание установкиИсследование характеристик ПТ транзистора осуществляется с помощью характериоскопа, позволяющего получить на экране семействаВАХ п/п транзисторов. В состав лабораторной установки входят такжетранзистор и разъем с тремя проводами. Транзистор припаян к плате с 3выводами. К среднему выводу присоединен затвор транзистора. К выводу,окрашенному в красный цвет, присоединён сток.
Плата с транзисторомвставляется в разъём с тремя проводами. Рекомендуется вставлять платутаким образом, чтобы красный вывод стока соответствовал красному (розовому) проводу. Белый провод при этом будет соответствовать затворутранзистора, а чёрный провод оказывается соединённым с истоком.Штекеры проводов подсоединяются к гнёздам характериоскопа .ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫВключите питание прибора ручкой "SCALE ILLUM" и установитеудобный уровень освещенности шкалы.
Время прогрева прибора не менее 5 минут.31. Снимите семейство выходных ВАХ в схеме с общим истоком.Для снятия семейства выходных ВАХ в схеме с общим истоком поставьте переключатель "OFF" в нейтральное положение и подключитетранзистор следующим образом:− исток (черный провод) к клемме Е;− затвор (белый провод) к клемме В;− сток (красный провод) к клемме С.ПослеподсоединениятранзистораустановитенаприбореCHARACTERISCOPE 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, переведяпереключатель "OFF" в соответствующие положение Å или Æ. В результате на экране должно появиться семейство ВАХ (смотрите рисунок 2).Каждая кривая семейства соответствует соответствующему постоянномузначению входного напряжения на гнезде “B”.После этого необходимо произвести балансировку.
Балансировкаосуществляется вращением ручки "OFFSET". При вращении ручки"OFFSET" семейство кривых синхронно перемещается по экрану. Для балансировки нужно добиться такого положения, когда верхняя кривая остановится (при этом она будет соответствовать UЗИ = 0); начало этой кривой(яркая точка) является началом координат при построении графика ВАХ.После балансировки откорректируйте чувствительность вертикального отклонения (переключателем "VERT. CURRENT " ) и шаг входного напряжения4(переключателем "STEP AMPLITUDE") так, чтобы семейство ВАХ занимало как можно большую часть экрана характериоскопа а нижняя криваякак можно ближе к нулевому току.
Перерисуйте семейство выходных ВАХна миллиметровку в масштабе достаточно крупном для дальнейших вычислений (1 клетка на экране осциллографа ≤ 1см).Рисунок 2. Семейство выходных характеристик ПТ.На семействе выходных ВАХ проведите нагрузочную прямую, определите нагрузочное сопротивление RН и выберите рабочую точку А.2. Постройте сток-затворные характеристики на основании выходных ВАХ для трех значений выходного напряжения UСИ. Способ графического построения сток-затворных характеристик приведен в Приложении.Определите UЗИ НАС, продлив построенные зависимости до пересечения с осью 0 - UЗИ.3. Рассчитайте параметры исследуемого полевого транзистора по егохарактеристикам (смотрите Приложение):а) Крутизну сток-затворной характеристики:S=(ΔIC)/(ΔUЗИ), мА/В при ΔUСИ=0 (UСИ=const);б) Внутреннее дифференциальное сопротивление:ri = (ΔUСИ)/(ΔIC), Ом при ΔUЗИ =0 (UЗИ =const);54. Рассчитайте параметры исследуемого полевого транзистора в режиме усилителя малого сигнала:а) Предельный коэффициент усиления по напряжениюKU=S· ri.б) Коэффициент усиления по напряжению KUГ графически с использованием нагрузочной прямой по формуле (смотрите Приложение):KUГ = (ΔUСИ)/(ΔUЗИ)= (ΔUВЫХ)/(ΔUВХ).б) Коэффициент усиления по напряжению KUА аналитически с учетом внутреннего сопротивления по формуле:KUА = S·RH ri.RH + riв) Сравните KU, KUГ и KUА.6Приложение1.
Построение сток-затворных характеристик на основании выходных ВАХ для постоянного значения выходного напряжения UСИ.Выберите три значения выходного напряжения Uси: одно – соответствующее району перегиба ВАХ при Uзи=0, второе - соответствующее выбранной рабочей точке А (Uси2), третье – вблизи максимального значенияUси (смотрите рисунок П-1).Рисунок П-1. Построение сток-затворных характеристик на основании выходных ВАХ для постоянного значения выходного напряжения UСИ.Рассмотрим построение сток-затворной характеристики при Uси1.Пересечения прямой Uси=const с семейством выходных ВАХ обозначимточками 1,2,…,6. Определим в этих точках значения тока стока Iс и перенесем эти значения на график Iс (Uзи), учитывая, что значения Uзи соответствуют параметру на выходных ВАХ.
Соединим эти точки на графике Iс(Uзи) и таким образом получим сток-затворную характеристику при Uси1.Аналогичным образом построим сток-затворные характеристики при Uси2 иUси3. Рабочая точка лежит на сток-затворной характеристике, соответствующей Uси2.72. Определение крутизны сток-затворной характеристики.Для определения крутизны сток-затворной характеристики проведемна семействе выходных ВАХ прямую через рабочую точку А и найдемзначения тока коллектора в точках пересечения этой прямой с характеристиками, соответствующими Uзи2 и Uзи3.Рисунок П-2.
Определение крутизны сток-затворной характеристики.Приращение тока стока найдем как ΔIC= IC(Uзи2) - IC(Uзи3), а приращение входного напряжения ΔUЗИ = Uзи2 - Uзи3.В этом случаеS=(ΔIC)/(ΔUЗИ), мА/В3. Определение внутреннего дифференциального сопротивления.Для определения внутреннего дифференциального сопротивленияпроведем на семействе сток-затворных характеристик прямую через рабочую точку А (смотрите рисунок П – 3) и найдем значения тока коллекторав точках пересечения этой прямой с характеристиками, соответствующимиUси2 и Uси3.Приращение тока стока найдем как ΔIC= IC(Uси3) - IC(Uси2), а приращение выходного напряжения ΔUСИ = Uси3 – Uси2.В этом случаеri = (ΔUСИ)/(ΔIC), Ом.8Рисунок П-3.
Определение внутреннего дифференциальногосопротивления.4. Расчет коэффициента усиления по напряжению KU графически.Для определения коэффициента усиления по напряжению KU на семействе выходных ВАХ найдем значения приращения выходного напряжения ΔUСИ (смотрите рисунок П – 4), соответствующее точкам пересечения нагрузочной прямой, проходящей через рабочую точку А, с характеристиками, соответствующими Uзи2 и Uзи3.Приращение входного напряжения ΔUЗИ определим по формуле:ΔUЗИ = Uзи2 - Uзи3,а коэффициент усиления по напряжению KU по формуле:KUГ = (ΔUСИ)/(ΔUЗИ)= (ΔUВЫХ)/(ΔUВХ).Рисунок П-4. Расчет коэффициента усиления по напряжению KU графически.9.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
