Исследование полевого транзистора

ЛАБАРАТОРНАЯ РАБОТА №3

 

 

Выполнил Корнеев П.А.

Проверил Погужельский С.А.

 

 

Цель работы: Снятие и анализ стоко-затворных и стоковых характеристик полевого транзистора. Определение крутизны характеристики и активной выходной проводимости.

 

Напряжение затвор—сток UЗИ, В			0.5		1.5		2.5
Ток стока IСИ, мА,при напряжении сток – исток UСИ, В		7.8	6.8	5.9		4.1	3.1
	13.1	10.7	8.5	6.6	4.9	3.5

Напряжение сток – исток UСИ, В
Ток стока IС, мА,при напряжении сток – исток UЗИ, В		4.3	7.8	10.4	12.7	12.9		13.1
0.6	3.8	6.7	8.7		10.16	10.21	10.28
1.2	3.2	5.6		7.5	7.7	7.72	7.75

 

 

Вывод: Снял и анализировал стоко-затворные и стоковые характеристики полевого транзистора. Определил крутизну характеристики и активной выходной проводимости.

Контрольные вопросы:

1) Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, через который протекает поток основных носителей зарядов, регулируемый поперечным электрическим полем, которое создаётся напряжением, приложенным к одному из электродов такого прибора, называемым затвором.

2) Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

3) Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом — это полевой транзистор, в котором пластина из полупроводника, например n-типа (Рис. 1), имеет на противоположенных концах электроды (сток и исток), с помощью которых она включена в управляемую цепь. Управляющая цепь, подключается к третьему электроду (затвор) и образована областью с другим типом проводимости, в данном случае p-типом.

4) Транзисторы n-p-n типа подчиняются следующим правилам (для транзисторов p-n-p типа правила сохраняются, но следует учесть, что полярность напряжений должны быть изменены на противоположные) :

1.Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер.

2.Цепи база-эмиттер и база-коллектор работают как диоды. Обычно диод база-эмиттер открыт, а диод база-коллектор смещён в обратном направлении.

3.Каждый транзистор характеризуется максимальными значениями Ik, Iб и Uкэ. За превышение этих значений приходится расплачиваться новым транзистором.

4.Если правила 1-3 соблюдены, то ток Ik прямо пропорционален току Iб и можно записать следующее соотношение: Ik=h21эIб=BIб,
где h21э-коэффициент усиления по току (обозначаемый также В). Эта величина характеризует работу транзистора.

Правило 4 определяет основное свойство транзистора: небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

Параметр h21э нельзя назвать удобным; для различных транзисторов одного и того же типа его величина может изменяться от 50 до 250.

5) Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры n-p-n

Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры p-n-p

 

8)Ток насыщения I_с0 в цепи стока транзистора, включённого по схеме с общим истоком, при затворе накоротко замкнутым с истоком (т. е. при U_з.и=0) - характерен лишь для полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом.

Напряжение отсечки U_отс - один из основных параметров, характеризующих полевой транзистор. При напряжении на затворе, численно равном напряжению отсечки, практически полностью перекрывается канал полевого транзистора, и ток стока при этом стремится к нулю.

Крутизна проходной характеристики. Входное сопротивление полевых транзисторов со стороны управляющего электрода составляет 10⁷-10⁹ Ом для транзисторов с p-n-переходом. Так как входные токи полевых транзисторов чрезвычайно малы, то управление током в выходной цепи осуществляется входным напряжением. Поэтому усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, целесообразно характеризовать крутизной проходной характеристики.

Пробивное напряжение. Механизм пробоя полевого транзистора можно объяснить возникновением лавинного процесса в переходе затвор - канал. Обратное напряжение диода затвор - канал изменяется вдоль длины затвора, достигая максимального значения у стокового конца канала. Именно здесь происходит пробой полевого транзистора. Если выводы стока и истока поменять местами, то пробивное напряжение почти не изменится. Например, у транзистора КП102 пробой наступает при суммарном напряжении между затвором и стоком, равном 30 В. Это напряжение является минимальным; фактически напряжение пробоя составляет в среднем около 55 В, а у отдельных экземпляров достигает 120 В

10) Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные кварцевые часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.