З. Решить контрольную задачу

Вариант задачи в таблице 5 выбирается в соответствии с номером Вашего шифра.

Таблица 5

№ вар.	Задано				Определить
	Рис.19 ВАХ	ЕСИ, В	RС, кОМ	UЗИ 0, В	IС 0, мА	UСИ 0, В	rСИ, кОМ	r1СИ, кОМ	S, мА/В	µ
1	П1	10	2	1,5
2	П2	10	0,5	0,5
3	П3	10	0,666	0,5
4	П4	10	2	0
5	П5	10	50	0
6	П1	10	2	0,5
7	П2	10	1	1,5
8	П3	10	0,5	0
9	П4	10	2,5	0,4
10	П5	8	10	0,9
11	П1	8	2	1
12	П2	8	0,5	1
13	П3	10	0,952	1
14	П4	8	2	0,8
15	П5	10	62,5	0,3
16	П1	9	0,5	0,5
17	П2	8	1	2
18	П3	10	0,833	1,5
19	П4	9	3	1,2
0	П5	10	83,3	0,6

Полевые транзисторы

Предлагаемым вариантам присвоены номера: 0 ÷ 19

Вторая цифра от 0 до 9 соответствуют последней цифре шифра.

Первая цифра — предпоследней следующим образом: 0 = 0 ÷ 4; 1 = 5 ÷9.

Алгоритм решения задачи

По исходным данным, взятым из таблицы 5, выполнить следующие операции.

1). Нарисовать схему усилителя на ПТ: на входе ПТ — между затвором и истоком включить источник входного сигнала U_ЗИ; на выходе — между стоком и истоком

последовательно подключить источник питания Е_СИ и сопротивление R_С. Положительный полюс источника U_ЗИ и отрицательный U_ЗИ подключить к ОВ, т.е. «заземлить»

2). Построить на заданных выходных характеристиках (рис.19, П 1, а ---- П5, а) линию нагрузки.

3). Отметить на ней, в соответствии с заданным напряжением на затворе S_{ЗИ 0} положение рабочей точки.

4). Определить в рабочей точке ток стока I_{С 0}, напряжение U_{СИ 0}.

5). Рассчитать внутренние дифференциальные параметры, перечисленные в таблице 5. Описание параметров и методика их определения приводится в [1, 3] и Приложении П3.

Для расчёта крутизны Sи коэффициента усиления µ необходимо построить по выходной характеристике 2 стоко - затворные характеристики I_С = f(U_З)/ U_СИ = const (эта характеристика определяет усилительные свойства ПТ). U_СИ = const следует выбирать в области усилительного режима (те. U_СИ ≥ U_{СИ_Н} , например, для варианта 1 можно принять U_СИ = 2 В и 9 В).

Также нужно воспользоваться заданной ВАХ, приведенной в распечатке на рисунке 19 (П1 ,б - П2,б), и сравнить результаты расчёта.

Кроме того, эти параметры можно рассчитать аналитически по формулам (П1, П2), приведенным ниже.

6). Определить по ВАХ напряжение отсечки U_ЗО и начальный ток стока I_{С_Н}

Одним из практически важных параметров полевых транзисторов, характеризующих его усилительные свойства на малом сигнале, является крутизна передаточной характеристики S при U_СИ = const. Ее не трудно выразить как для крутой, так и для пологой (усилительной) области стоковых ВАХ. Наибольший интерес представляет крутизна в пологой области (в области насыщения или иначе в области режима усиления) и также можно определить значение тока I_С, которое соответствует переходу в режим усиления:

, (П1)

, (П2)

где I_{С_НАЧ} (I_{С_Н} ) - начальный ток стока, измеряется при U_З = 0 и U_СИ ≥ U_{СИ_Н};

U_{З_ОТС} = U_ЗО – напряжение отсечки, напряжение между затвором и истоком, при котором ток стока достигает заданного минимального значения (практически становится равным нулю, рисунок 20 (Пб,б) в Приложении П3).

Эти параметры являются ОСНОВНЫМИ и приводятся в [б].

При решении задачи все перечисленные параметры нужно определить из заданных Вам характеристик ПТ; крутизну S и ток стока I_С., соответствующий переходу на пологий участок ВАХ для заданного напряжения U_{ЗИ О} , кроме того также рассчитать теоретически по формулам (П1, П2). Следует отметить, что крутизна падает с ростом напряжения на затворе. Наибольшее значение S достигает при U_З = 0.

Ниже на рисунке 19 - (П1,а,б - П5,а,б) - приведены заданные ВАХ ПТ. На графиках в единицах измерения параметров: тока, напряжения, времени - буквы m 10^-3; u 10^-6; n 10^-9 (m—мили; u—микро ит.д.).

Полевые транзисторы

а) — стоковые;

б) — стоко — затворные

П1. ВАХ ПТ. а) — стоковые; б) — стоко — затворные

Полевые транзисторы

а )— стоковые;

б) — стоко — затворные

П2. ВАХ ПТ. а)— стоковые; б) — стоко — затворные

Полевые транзисторы

а) — стоковые;

б) — стока — затворные

П3. ВАХ ПТ. а) — стоковые; б) — стока — затворные

Полевые транзисторы

а) — стоковые

б) — стоко — затворные

П4. ВАХ ПТ. а) — стоковые; б) — стоко — затворные

Полевые транзисторы

а) — стоковые

б) — стоко – затворные

П5. ВАХ ПТ. а) — стоковые; б) — стоко – затворные

Рисунок19. Рисунки П1 — П5 - ВАХ ПТ.

Полевые транзисторы

Приложение П3

Определение по ВАХ внутренних параметров транзисторов.

По выходным характеристикам I_С = f(U_СИ)/ U_З= const ( рис.5.13) определяются:

а) Напряжение насыщения U_{СИ_Н} при U_З = 0;

б) Ток стока начальный I_{С_НАЧ} при U_З = О; U_С = U_{СИ_Н ;}

в) Дифференциальное сопротивление канала r_СИ = ∆ U_СИ / ∆ I_С в режиме насыщения (усиления);

г) Дифференциальное сопротивление канала r_СИ1 = ∆ U_С1 / ∆ I_С1 в режиме управляемого сопротивления

а)

б)

Рисунок2О (П.6). ВАХ ПТ:

а) стоковые (выходные) ВАХ; б) стоко - затворная ВАХ

По стоко - затворным характеристикам I_С = f(U_СИ)/ U_З= const ( рис.5.14) определяются:

а) Напряжение отсечки U_ЗО

б) Максимальная крутизна стоко- затворной характеристики S = ∆ I_С / ∆ U_З при (U_СИ = const);

Кроме того по формулам (П1, П2) нужно теоретически рассчитать крутизну S и ток стока I_С в области насыщения при заданном значении U_З.

Построить и проанализировать зависимости S, r_СИ , r_СИ1 как функции напряжения U_З.

Полевые транзисторы