Лабораторная работа № 6.

«Исследование полевого транзистора с управляющим

PN – переходом».

1. Цель работы:

1. Исследование ПТ в статистическом режиме.

2. Снятие статических характеристик.

3. Изучение схемы измерения и определение параметров ПТ.

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».

3. Домашнее задание.

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

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

2. Включение ПТ по схеме с общим истоком.

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

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.

4. Оборудование для выполнения работы.

4.1. Персональный компьютер с установленной программой «Multisim»

4.2. Схема исследования динамического режима транзистора.

5. 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 компенсацииидолжны 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.