Изучение параметров полевых транзисторов

Отчёт по лабораторной работе

Изучение параметров полевых транзисторов

Подготовили: Жаренков А.

Шестаков И.

Иванов В

Целью данной работы является исследование ВАХ полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа при различных режимах работы, а также ознакомление с методом измерения основных параметров полевого транзистора.

Полевым называют транзисторы, работа которых основана на управлении размерами токопроводящей области (канала) посредством изменения напряженности поперечно-приложенного электрического поля. Проводимость канала в таких приборах определяется основными носителями.

Контакт, от которого движутся основные носители, называется истоком, а тот к которому движутся - стоком. Затвор электрически изолирован от канала областью объёмного заряда перехода. В зависимости от способа изоляции различают:

Транзисторы с управляющим переходом;

Транзисторы с изолированным затвором (МОП, МПД);

Транзисторы с индуцированным каналом;

Транзисторы с барьером Шоттки.

Основные характеристики полевого транзистора:

. Выходные характеристики полевого транзистора.

На выходных характеристиках (Рис. 1) участок I соответствует триодному режиму работы полевого транзистора, при этом , участок II соответствует пентодному режиму работы, . Ток стока достигает насыщения за счет увеличения падения напряжения на сопротивлении канала и соответствующего уменьшения ширины канала, а также за счет уменьшения подвижности носителей и насыщения их скорости.

. Входные характеристики полевого транзистора.

Входные характеристики определяются свойствами перехода затвора, при обратном напряжении затвора. Ток затвора - это ток закрытого перехода.

определяется тепловым током, током термогенерации, токами утечки обратно-смещенного перехода.

Однако в отличии от полупроводникового диода на ток здесь влияет ионизация носителей заряда в перекрытой части канала, этот процесс обуславливает зависимость тока затвора от тока и напряжения стока. Полевые транзисторы с переходом и каналом типа как по полярности источников питания, так и по электрическим характеристикам идентичны электровакуумным триодам.

Практическая часть

полевой транзистор канал напряжение насыщение

В нашей работе при помощи электроизмерительного прибора Л2-31 изучались параметры полевого транзистора с управляющим переходом.

Задание №1

Первым этапом было снятие входных характеристик , определяющихся свойствами перехода затвора. Экспериментальные данные представлены в таблице 1 и на рисунке 1. Параметром семейства было напряжение ,. Использовав метод наименьших квадратов, мы нашли ток и сопротивление утечки при :,Rут = (2.34 ±0.1)ГОм; I30 = (1.6?±0.2)*10-9 А

Таблица 1

Задание №2

Второе задание заключалось в построении выходных характеристик транзистора . Зависимости были получены при двух различных напряжениях затвора. Полученные результаты представлены в таблице 2 и на рисунке 2.

Погрешности значений определяются приборной погрешностью и по абсолютному значению равны: и . По выходной характеристике при отсутствии напряжения на затворе () можно определить минимальное сопротивление канала . Оно равно дифференциальному сопротивлению этой зависимости в начале координат (рис. 2). Используя метод сплайн-функций, мы численно подсчитали производную и получили:Rk0 = 53 КОм. Напряжение насыщения для данной кривой .

Для того чтобы найти напряжение отсечки, мы построили зависимость при (рис. 2). Максимальный ток равен . Проэкстраполировав полученную зависимость, мы нашли напряжение отсечки Uотс = -(4.1 ± 0.2)В.

Крутизна вычисляется как производная зависимость , и при Uз = 10В равна

S = (1.4 ± 0.1) 10-4 А/В.

Таблица 2

Рис 2 зависимость

Таблица 3

1931384243434312345671525272930303012345671014161718181812345674.05.56.36.97.47.78.18.48.68.9123456789100.090.200.320.450.580.710.830.9512345678

Задание №3

Определение матрицы y-параметров из семейства характеристик транзистора.

у11 определили по входной характеристике при Uси = 0В: у11 = 0.64

у22 определили по выходной характеристике при Uзи = 0В:у22 = 4.89

у21 представляет собой крутизну транзистора, взятую с обратным знаком: у21 = - 1.4*10-4

Для определения у12 по входным характеристикам была построена зависимость Iз(Uси) (рис. 4). Затем методом наименьших квадратов был рассчитан искомый параметр: у12 = 0.61

Вывод

В результате нашей работы мы построили семейства входных и выходных характеристик полевого транзистора. По ним мы определили основные параметры транзистора: напряжение отсечки Uотс = -(4.1 ± 0.2)В., напряжение насыщения, минимальное сопротивление канала Rk0 = 52.6 КОм, ток утечки I30 = (1.6?±0.2)*10-9 А. сопротивление утечки. Rут = (2.34?±0.1)ГОм, крутизну S = (1.4 ± 0.1) 10-4 А/В.

Литература

1. Степаненко И.П. Осовы теории транзисторов и интегральных схем. Изд. "Энергия", М., 1972 г.

Больше работ по теме: