6 Указания к составлению отчета

Отчет должен содержать:

1. Паспортные данные и схему расположения выводов исследуемого транзистора.

2. Схемы исследований транзистора.

3. График передаточной характеристики.

4. Семейство выходных характеристик.

5. График зависимости сопротивления канала от управляющего напряжения.

6. По передаточной характеристике определить основные статические параметры ПТ: I_C0 (соответствующее U_ЗИ=0), U_{ЗИ ОТС}, S . Значение крутизны определить по формуле:

U_СИ=const.

Сравнить полученное значение параметра S с паспортным значением S ПТ данного типа.

6.7 Учитывая взаимосвязь параметров ПТ, в соответствии с которой крутизна ПТ в пологой области выходных характеристик при одинаковых напряжениях на затворе связана с R_СИ в омической области по формуле

R_СИ= 1/S. Определить R_СИ при U_ЗИ=0.

Сравнить полученное значение сопротивления R_СИ с определенным экспериментально в п.5.5 при U_ЗИ=0.

Лабораторная работа №4.

Исследование статических характеристик

И параметров мдп полевых транзисторов

Распечатанный протокол заготовки отчета должен содержать титульный лист и пункты №1, 3, 4, 5. Методических указаний.

1. Цель работы

Изучить принцип действия, характеристики и параметры полевых МДП транзисторов.

В работе снимаются характеристики прямой передачи (сток - затворные) и выходные (стоковые) характеристики, а также определяются основные параметры транзистора.

2. Подготовка к работе

2.1 Изучить следующие вопросы курса:

1. Устройство, назначение, принцип действия ПТ разных структур.

2. Статические характеристики и параметры режима МДП ПТ.

3. Дифференциальные параметры ПТ их измерение и определение по характеристикам.

2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Объяснить устройство полевых транзисторов с индуцированным и встроенным каналами.

2. Нарисовать обозначение полевых транзисторов разных типов и структур.

3. Объяснить принцип действия полевых транзисторов с индуцированным и встроенным каналами.

4. Изобразить и объяснить вид передаточных и выходных характеристик

5. Объяснить определение дифференциальных параметров по статическим характеристикам ПТ.

6. Нарисовать схемы для исследования статических характеристик полевых транзисторов различных типов с каналом типа «p» и «n».

7. Дать определение предельным эксплуатационным параметрам ПТ.

8. Пояснить влияние температуры на работу ПТ, его статические характеристики и параметры.

Литература

1. Бобровский Ю. Л. И др. Под редакцией Федорова Н.Д. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. -М: Радио и связь, 1998. Стр.146-156, 166-176, 184-185.

2. Дулин В.Н. и др. Под редакцией Шишкина Г.Г. Электронные приборы. -М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр. 205-224, 235-245 (выборочно).

3. Батушев В. А. Электронные приборы. -М.: Высшая школа, 1980. Стр. 183-211 (выборочно).

4. Дулин В. Н. Электронные приборы. -М.: Энергия, 1977. Стр. 342-357 (выборочно).

5. Конспект лекций.

3. Схемы исследования

На рисунке 1 приведена схема для снятия статических характеристик полевого транзистора. Полярность источников питания и измерительных приборов соответствует типовому включению МДП ПТ со встроенным каналом n-типа, работающему в режиме обеднения. Для работы МДП-транзистора со встроенным каналом в режиме обогащения необходимо поменять полярность источника G1 на противоположную.

Рисунок 1-Схема для исследования статических характеристик МДП

ПТ со встроенным каналом.

На рисунке 2 приведена схема исследования МДП ПТ с индуцированным каналом р-типа.

Рисунок 2 -Схема для исследования статических характеристик МДП

ПТ с индуцированным каналом.

К входу ПТ (участок затвор-исток) прикладывается управляющее напряжение U_ЗИ от источника напряжения G1. К выходу ПТ (участок сток-исток) прикладывается напряжение U_CИ от источника постоянного напряжения G2. Ток стока измеряется миллиамперметром постоянного тока.

На рисунке 3 приведены схемы для определения крутизны на переменном токе при различных значениях управляющего напряжения U_ЗИ для выше исследуемых транзисторов. Для этого на входе включается генератор переменного тока. Миллиамперметр необходимо перевести с режима измерения постоянного тока на режим переменного тока.

а)

б)

Рисунок 3 - Схемы для определения крутизны в зависимости от

управляющего напряжения U_ЗИ.

Крутизну вычисляют по формулам:

S = I_C~ / U_Г~, [мА/В], (1)

где I_C~ –выходной переменный ток, мА;

U_Г~- входное переменное напряжение, В.

4. Задание к работе в лаборатории

   1. Записать паспортные данные исследуемого транзистора согласно заданному варианту.

   2. Собрать схему, представленную на рисунке 1, для исследования транзистора со встроенным каналом в режиме обеднения.

4.3 Для транзистора со встроенным каналом снять характеристику прямой передачи I_C=F(U_3И) при U_CИ=10В и определить напряжение отсечки U_ЗИ0 . Напряжение U_{3И ОТС} (как условно принято на заводах-изготовителях для маломощных транзисторов) соответствует определенному току стока, для данного транзистора он равен 10мкА

Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1- I_C = F(U_3И)½ U_CИ = const

Тип транзистора UСИ=10 В UЗИ0 =
UЗИ, В					0
IС , мА
		Обеднение				Обогащение

3. Снять три выходные (стоковые) характеристики транзистора в режиме обеднения, при значениях напряжения на затворе U_{ЗИ 1}= 0,

U_{ЗИ 2} » 0,25 × U_{ЗИ ОТС} и U_{ЗИ 3} » 0,5 × U_{ЗИ ОТС}. Результаты измерений занести в таблицу 2.

4.5 Снять характеристику прямой передачи в области обогащения. Для этого поменять полярность источника G1. Характеристику снимать до тех пор, пока ток стока не достигнет 15 мА. Результаты измерений дополнить в таблицу 1.

6. Снять стоковые характеристики транзистора при двух значениях напряжения на затворе U_ЗИ в режиме обогащения, при U_{ЗИ 4}» 0,25 × U_{ЗИ ОТС} и U_{ЗИ 5} » 0,5 × U_{ЗИ ОТС}.

4.7 Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2 I_C=F(U_СИ) ½ U_ЗИ=const

Тип транзистора
	UСИ,В	0	0,5	1	2	3	4	6	8	10
UЗИ 1
UЗИ 2
UЗИ 3	IС, мА
UЗИ 4
UЗИ 5

8. По результатам измерений построить семейство выходных характеристик.

4.9 Собрать схему для исследования р-канального транзистора с индуцированным каналом (рисунок 2).

4.10 Снять характеристику прямой передачи для транзистора с индуцированным каналом и определить пороговое напряжение U_{3И ПОР}, соответствующее току стока 10 мкА. Характеристику снимать до тех пор, пока ток стока не достигнет 15 мА. Результаты измерений занести в таблицу 3 аналогичную таблице 1.

4.11 По результатам измерений построить характеристику прямой передачи.

12. Снять выходные характеристики при трех значениях напряжения на затворе U_ЗИ в режиме обогащения транзистора с индуцированным каналом при U_{ЗИ 1}=1,25 U_{3И ПОР}, U_{ЗИ 2}= 1,5 U_{3И ПОР} и U_{ЗИ 3}= 1,75 U_{3И ПОР}.

Результаты измерений внести в таблицу 4, аналогичную таблице 2.

12. Исследовать зависимость крутизны от постоянного напряжения на затворе для транзистора со встроенным каналом. Собрать схему, представленную на рисунке 3а. Установить напряжение источника G2 U_СИ = 10 В. Частоту генератора переменного тока U_Г~ f=1кГц и выходное напряжение генератора 100 мВ. Миллиамперметр перевести в режим измерения переменного тока.

13. При тех же напряжениях на затворе, что и при измерении выходных характеристик, провести измерение переменного тока стока. Результаты занести в таблицу 5. Вычислить крутизну по формуле (1).

Таблица 5.

UЗИ, В
IС~, мA
S, мА/В

12. Исследовать зависимость крутизны от постоянного напряжения на затворе для транзистора с индуцированным каналом. Собрать схему, представленную на рисунке 3б. Установить напряжение источника G2 U_СИ = 10 В. Частоту генератора переменного тока U_Г~ f = 1кГц и выходное напряжение генератора 100 мВ. Миллиамперметр перевести в режим измерения переменного тока.

13. При тех же напряжениях на затворе, что и при измерении стоковых характеристик, провести измерение переменного тока стока. Результаты занести в таблицу 6. Вычислить крутизну по формуле (1).

Таблица 6.

UЗИ, В
IС~, мA
S, мА/В

5. Указания к составлению отчета

Отчет должен содержать:

1. Схемы исследований транзистора.

2. Таблицы и графики передаточной характеристики.

3. Таблицы и графики выходных характеристик.

4. Таблицы и графики зависимости

5. крутизны для различных значений управляющего напряжения.

Приложение А

№ варианта	1	2	3	4	5	6
ПТ со встр канал	КР305А	КР 305B	КР 305 D	КР 305 E	КР 305G	КР 305I
ПТ с индуц канал	КР301А	КР301 B	КР301 D	КР301 E	КР301 G	КР301 I
№ варианта	7	8	9	10	11	12
ПТ со встр канал	КР 305J	КР 305K	КР 305 V	КР305 Z	КР313А	КР313B
ПТ с индуц канал	КР301 J	КР301 K	КР301 V	КР301 Z	КР304 А	КР304 B
№ варианта	13	14	15	16	17	18
ПТ со встр канал	КР313D	КР313E	КР313G	КР313I	КР313J	КР313K
ПТ с индуц канал	КР304 D	КР304 E	КР304 G	КР304 I	КР304 J	КР304 K
№ варианта	19	20	21	22	23	24
ПТ со встр канал	КР313V	КР313Z
ПТ с индуц канал	КР304 V	КР304 Z
№ варианта	25	26	27	28	29	30
ПТ со встр канал
ПТ с индуц канал