Все транзисторы имеют мощность рассеивания на коллекторе 150 мВт

Лабораторная работа № 3.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

И ПАРАМЕТРОВ МДП -ТРАНЗИСТОРОВ

 

Цель работы

 

Изучить принцип действия, характеристики и зависимость параметров от режима работы МДП ПТ.

 

Подготовка к работе

 

2.1 Изучить следующие вопросы курса:

Устройство, назначение, принцип действия ПТ разных структур.

Статические характеристики и параметры режима МДП ПТ.

Дифференциальные параметры ПТ их измерение и определение по характеристикам.

Зависимость дифференциальных параметров от режима работы

 

2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы:

2.2.1 Как устроены ПТ с индуцированным каналом и ПТ со встроенным каналам?

2.2.2 Какой вид имеют условные графические обозначения ПТ разных типов и структур?

2.2.3 Каковы принципы действия ПТ с индуцированным каналом и ПТ со встроенным каналом?

2.2.4 Какой вид имеют передаточные и выходные характеристики ПТ с индуцированным каналом и ПТ со встроенным каналом?

2.2.5 Какой вид имеют схемы для исследования статических характеристик МДП ПТ с каналами различных типов?

2.2.6 Как определить дифференциальные параметры МДП ПТ по статическим характеристикам?

2.2.7 Какой вид имеют схемы для исследования параметров МДП ПТ различных типов с каналами p -типа и n -типа?

2.2.8 Какой вид имеют и чем объясняются графики зависимостей дифференциальных параметров ПТ от режима его работы?

2.2.9 Какие параметры ПТ называются предельным эксплуатационным?

2.2.10 Чем объясняется влияние температуры на работу ПТ, на его статические характеристики и параметры?

 

Литература

1 Игнатов А.Н. и др. Классическая электроника и наноэлектроника: Учебное пособие / М.: Флинта: Наука. 2009. Стр. 73-86.

2 Игнатов А.Н. и др. Основы электроники: Учебное пособие /СибГУТИ.-Новосибирск, 2005. Стр.48-59.

3 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.

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

5 Савиных В.Л. Конспект лекций по ФОЭ. 2010. Электронная версия.

 

Задание для работы в лаборатории

4.1 Собрать схему для исследования статических характеристик МДП ПТ со встроенным каналом (ВК), показанную на рисунке 3.1. Установить тип ПТ с ВК согласно варианту (Приложение А.1). U_СИ = 10 В для всех вариантов.

Рисунок 1. Схема для исследования статических характеристик

МДП ПТ ВК.

ВНИМАНИЕ!!! МДП ПТ ВК могут работать в двух режимах:

- обеднение – U_ЗИ < 0 для n -типа и U_ЗИ > 0 для p -типа,

- обогащение - U_ЗИ < 0 для p -типа и U_ЗИ > 0 для n -типа.

4.2 Снять характеристику прямой передачи в режиме обеднения, (т.е. при U_ЗИ < 0) I_C=F(U_3И). Определить напряжение отсечки U_ЗИ0, которое соответствует значению I_C» 10мкА

Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1 - ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В
IС , мА
	Обеднение		Обогащение

В разделе "Обеднение" значения U_ЗИ – отрицательные.

4.3 Снять три выходные (стоковые) характеристики транзистора в режиме обеднения, при значениях напряжения 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.

4.4 Снять характеристику прямой передачи в области обогащения. Для этого поменять полярность источника G1. Характеристику снимать до тех пор, значение I_C не достигнет ~15 мА. Результатами измерений дополнить таблицу 1.

4.5 Снять стоковые характеристики транзистора при двух значениях U_ЗИ в режиме обогащения, при U_{ЗИ 4} » 0,25·U_ЗИО и U_ЗИ5» 0,5·U_ЗИО. Эти значения будут положительными, т.к. U_ЗИО < 0. Результатами измерений дополнить в таблицу 2.

Таблица 2 - ПТ (указать по варианту)

	UСИ,В
UЗИ1 = 0	IС, мА
UЗИ2 » -0.25·UЗИО
UЗИ3 » -0.5·UЗИО
UЗИ4 » 0.25·UЗИО
UЗИ5 » 0.5·UЗИО

Примечание: U_ЗИ2 ÷ U_ЗИ5 – записать конкретные значения напряжений.

 

4.6 По результатам измерений построить:

- характеристику прямой передачи,

- семейство стоковых характеристик.

4.7 Собрать схему для исследования статических характеристик МДП ПТ с индуцированным каналом (ИК), показанную на рисунке 2. Установить тип ПТ с ИК согласно варианту (Приложение А). U_СИ = 10 В для всех вариантов.

Рисунок 2. Схема для исследования статических характеристик

МДП ПТ ИК.

 

4.8 Снять характеристику прямой передачи для транзистора с индуцированным каналом и определить пороговое напряжение U_{3И ПОР}, соответствующее значению I_C» 10 мкА. Характеристику снимать до тех пор, пока ток стока не достигнет ~15 мА. Результаты измерений занести в таблицу 3.3 аналогичную таблице 1.

4.9 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.

4.10 По результатам измерений построить:

- характеристику прямой передачи,

- семейство стоковых характеристик.

4.11 Для измерения крутизны у МДП ПТ с ВК собрать схему, показанную на рисунке 3. Установить для всех вариантов: U_СИ = 10 В, U_ЗИ~ - 100 мВ/1кГц, для амперметра – режим переменного тока – АС.

 

Рисунок 3 - Схема для измерения крутизны МДП ПТ с ВК

Рисунок 4 - Схема для измерения крутизны МДП ПТ с ИК

 

4.12 Исследовать зависимость крутизны от значения U_ЗИ для МДП ПТ с ВК. Для того же диапазона значений U_ЗИ, что и в таблице 1, провести измерение переменного тока стока. Результаты занести в таблицу 5. Вычислить крутизну по формуле S = I_C~ / U_ЗИ~, [мА/В] (3.1)

Таблица 5 - ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В
IС~, мA
S, мА/В

4.13 Для измерения крутизны у МДП ПТ с ИК собрать схему, показанную на рисунке 4.

4.14 Провести действия аналогичные п. 4.12. Диапазон значений U_ЗИ такой же, как в таблице 2.

Результаты занести в таблицу 6, аналогичную таблице 5.

Таблица 6 - ПТ (указать по варианту)