Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- принципиальную схему измерений;

- таблицу результатов измерений;

- графики, построенные по результатам измерений;

- результаты расчетов и выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Чем отличается схема с ОЭ от схемы с ОБ?

2. Что такое коэффициент усиления по току β в схеме с ОЭ и как он связан с коэффициентом усиления по току α в схеме с ОБ?

3. Что такое коэффициент усиления по току в схеме с ОБ?

4. Постройте семейство входных ВАХ и объясните их .

5. Постройте семейство выходных ВАХ и объясните их .

6. Чем отличается режим насыщения в схеме с ОЭ от режима насыщения в схеме с ОБ?

7. Чем отличается закрытое состояние транзистора в схеме с ОЭ от режима отсечки в схеме ОБ?

24 25

Лабораторная работа № 3 Исследование полевых транзисторов

(Продолжительность - 2 ч.)

Цель работы

Исследовать на учебно-лабораторном стенде типа «Луч» - 87Л - 01 характеристики полевого транзистора и ознакомиться с принципом работы полевого транзистора с управляющим р-n переходом.

Оборудование

Учебно-лабораторный стенд «Луч» - 87Л - 01, сменная панель № 7, съемные элементы (полевой транзистор типа КП103И).

Задание

Перед выполнением работы на стенде необходимо ознакомиться с теоретическим введением к данной работе.

Иметь ясное представление о принципах работы полевого транзистора (ПТ) с управляющим р-n переходом: с р- и n-каналами. Знать технологию их изготовления, а также преимущества ПТ по сравнению с биполярным транзистором.

Записать паспортные характеристики полевого транзистора КП103И.

Теория

Полевыми транзисторами называются транзисторы, принцип действия которых основан на использовании носителей заряда только одного типа. Управление током в таких транзисторах осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля.

Полевые транзисторы бывают двух видов:

- с управляющим р-n переходом;

- со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Рассмотрим вольт-амперные характеристики полевых транзисторов на примере полевого транзистора с управляющим р-n переходом, с каналом р-типа.

Работа полевого транзистора с управляющим р-n переходом основана на изменении сопротивления канала за счет изменения размеров области, обедненной основными носителями заряда, которое происходит под действием приложенного напряжения.

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние как управляющее напряжение U_ЗИ, так и напряжение Ucи

Рис. 1

Стоковые (выходные) характеристики полевого транзистора отражают зависимость тока стока от напряжения сток-исток при фиксированном Uзи (рис.1).

Ic = F(Ucи) | Uзи=const и представляется в виде семейства кривых U^III_ЗИ > U^II_ЗИ > U^I_ЗИ > О

На каждой из этих кривых можно выделить три характерные области (см.рис.1):

I - сильная зависимость тока Iс от напряжения Ucи (начальная область);

II - слабая зависимость тока Iс от напряжения Ucи;

III - пробой р-n перехода

В данной ВАХ рассмотрим выходную характеристику при Uзи = 0.

26 27

Участок (0 - а) - влияние Ucи на проводимость канала незначительно, в связи с чем зависимость I_С = F(Ucи) практически линейная.

Участок (а - б) - увеличение Ucи приводит к уменьшению крутизны нарастания тока. В точке (б) сечение токопроводящего канала уменьшается до min в результате смыкания двух р-n переходов.

Дальнейшее увеличение Ucи не приводит к увеличению тока через прибор, так как одновременно увеличивается сопротивление канала.

Участок (III) - резкое увеличение тока Iс характеризуется лавинным пробоем области р-n переходов вблизи стока по цепи сток-затвор.

Точка (в) - соответствует напряжению пробоя.

Абсциссы точек пересечения стоковых характеристик с пунктирной кривой соответствуют напряжениям перекрытия канала.

Напряжение U_ЗИ, при котором ток затвора близок к нулю, называется напряжением запирания или отсечки U_ЗИо. Числовое значение U_ЗИ0 равно Ucи в точке (б) ВАХ при U_ЗИ = 0.

Внутреннее сопротивление транзистора характеризует наклон входной характеристики на участке II.

Поскольку управление выходным током полевых транзисторов производится напряжением входной цепи, для них характерна так называемая переходная или стоко-затворная характеристика.

Эта характеристика показывает зависимость; I_С = f (U_ЗИ) | U_СИ = const

Стоко-затворная характеристика связана с входными характеристиками полевого транзистора и может быть построена по ним.

Крутизну S находят по стоко-затворной характеристике. Крутизна S отражает влияние напряжения затвора на выходной ток транзистора.

| U_СИ = const

К основным параметрам полевого транзистора также относятся:

- входное сопротивление r_ВХ;

- межэлектродные емкости: затвор-исток С_ЗИ;

затвор-сток С_ЗС;

сток-исток С_СИ

Входное сопротивление г_Вх= транзистора определяется сопротивлением р-n переходов, смещенных в обратном направлении.

Входное сопротивление полевых транзисторов довольно велико, что выгодно отличает их от биполярных транзисторов.

Межэлектродные емкости С_ЗИ и С_ЗС связаны главным образом с наличием в приборе р-n переходов, примыкающих соответственно к истоку и стоку.