AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA BYDGOSZCZ INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I ELEKTROTECHNIKI |
|||
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI |
|
||
Laboratorium elementów i układów elektronicznych |
Imię i nazwisko: |
||
Nr ćw.9 Temat: Tranzystor polowy z izolowaną bramką. |
Joanna Szwemin Krzysztof Szweda Nr grupy: J/1 Semestr: 4 |
||
Data wykonania |
Data oddania spr. |
Ocena |
|
27.05.1997 |
11.06.1997 |
|
Instytut: TiE
|
1.Cel ćwiczenia:
Wyznaczenie wybranychych parametrów oraz zapoznanie się z własnościami wzmacniającymi tranzystora polowego z izolowaną bramką.
2. Układzy pomiarowe.
Pomiary statyczne.
Pomiary dynamiczne.
Pomiar wzmocninia układu w zależności od punktu pracy.
3. Pomiary.
Charakterystyki statyczne.
Charakterystyki wyjściowe.
Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.UDS[V] |
ID [mA] |
|||
|
UGS = -5V |
UGS = -7V |
UGS = -9V |
UGS = -11V |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-0,50 |
0,35 |
1,06 |
1,52 |
1,98 |
-1 |
0,43 |
1,82 |
2,65 |
3,21 |
-1,5 |
0,46 |
2,36 |
4,16 |
6,10 |
-2 |
0,48 |
3,06 |
5,03 |
6,78 |
-2,5 |
0,52 |
3,25 |
6,48 |
8,63 |
-3 |
0,52 |
3,35 |
6,94 |
10,43 |
-4 |
0,54 |
3,54 |
7,98 |
11,62 |
-6 |
0,54 |
3,63 |
8,03 |
12,28 |
-8 |
0,54 |
3,65 |
8,05 |
12,92 |
-10 |
0,54 |
3,67 |
8,06 |
13,27 |
-12 |
0,56 |
3,68 |
8,06 |
13,35 |
Charakterystyki przejściowe.
UGS[V] |
ID [mA] |
||
|
UDS = -5V |
UDS = -10V |
UDS = -15V |
0 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-4 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-4,5 |
0,18 |
0,22 |
0,22 |
-5 |
0,58 |
0,62 |
0,72 |
-6 |
1,92 |
2,08 |
2,24 |
-8 |
6,08 |
6,24 |
6,92 |
-9 |
8,76 |
9,04 |
9,80 |
-10 |
11,44 |
12,2 |
12,84 |
-11 |
14,56 |
15,2 |
15,8 |
-12 -13 -14 |
17,24 |
18,4 |
19,5 |
-13 -14
|
20,62 |
21,8 |
22,4 |
-14 |
22,44 |
24,8 |
25,8 |
-15 |
25,4 |
29,2 |
30,2 |
Charakterystyki dynamiczne.
Charakterystyki przejściowe RD = 3,3kW, UDD = -14V.
UGS [V] |
ID [mA] |
-4 |
0,00 |
-5 |
0,68 |
-6 |
1,88 |
-7 |
3,42 |
-8 |
4,02 |
-9 |
4,12 |
-10 |
4,18 |
-11 |
4,22 |
-12 |
4,24 |
-13
|
4,28 |
-14 |
4,30 |
-15 |
4,32 |
4. Opracowanie wyników.
Charakterystyki statyczne.
Charakterystyki wyjściowe:
Charakterystyki przejściowe
Prosta obciążenia oraz dynamiczna charakterystyka przejściowa wykreślona na jej podstawie.
Mimo, że napięcie zasilania wynosiło -15V, to jednak ze względu na dzielnik napięcia na rezystorze P2, UDD = -14V. Prosta obciążenia wyznaczona teoretycznie, to prosta przechodząca przez punkty:
P1 = (ID = 0, UD = UDD)
P2 = (ID = UDD/RD, UDD = 0)
RD = 3,3kW, zatem
P1 = (0mA, -14V)
P2 = (-4.24mA, 0V)
oraz prosta obciążenia wykreślona na tej podstawie na rodzinie charakterystyk wyjściowych wygląda następująco:
Dynamiczną charakterystykę przejściową uzyskamy odczytując współrzędne punktów przecięcia prostej obciążenia z kolejnymi charakterystykami wyjściowymi (ze względu na zbyt mały zakres charakterystyki dla Ugs=-5V punkt przecięcia wyznaczono orientacyjnie):
UGS [V] |
-4 |
-5 |
-6,5 |
-8 |
-9,5 |
-11 |
ID [mA] |
0 |
0,8 |
3,3 |
4,0 |
4,1 |
4,2 |
Na podstawie powyższych punktów wykreślamy charakterystykę:
Dynamiczna charakterystyka przejściowa na podstawie pomiarów.
Dynamiczny punkt pracy.
Na podstawie wykresów z p.4.3. optymalny punkt pracy wybieramy na stromym odcinku charakterystyki dynamicznej. Zatem dla optymalnego punktu pracy wg. oscylogramów UGS = -5V, ID = -0,404mA.
Transkonduktancja i rezystancja dynamiczna kanału.
Transkonduktancję obliczamy ze wzoru:
w optymalnym punkcie pracy. Powyższe wyznaczyć można z charakterystyki przejściowej. Zatem
gm = 1.6mA/V.
Z charakterystyki wyjściowej możemy również obliczyś rezystancję dynamiczną kanału w punkcie pracy definiowaną jako:
W analizowanym przypadku DID = 0 w punkcie pracy stąd rd = Ą. W rzeczywistości rd jest oczywiście bardzo duże, ale tylko w przybliżeniu DID = 0 (tzn charakterystyka wyjściowa w zakresie pentodowym jest nieco nachylona).
Napięcie progowe.
Napięcie progowe wynosiło UGSOFF » -4V.
5. Wnioski i spostrzeżenia.
W ćwiczeniu badano parametry statyczne i dynamiczne tranzystora polowego normalnie wyłączonego (czyli z kanałem wzbogaconym) z izolowaną bramką z kanałem typu p. Tranzystor pracował w układzie wspólnego źródła, a zatem odwracał fazę o 180°. Ze względu na bardzo dużą rezystancję wejściową był on sterowany napięciowo. W porównaniu z układem WE tranzystora bipolarnego, uzyskane wzmocnienie napięciowe było mniejsze, jednak sam sposób wyznaczania optymalnego punktu pracy i innych parametrów - był analogiczny. Uzyskane w trakcie ćwiczenia wyniki w zasadzie potwierdziły teoretyczne przypuszczenia z wyjątkiem niewielkich odchyłek związanych z błędem odczytu (czego konsekwencje zaobserwować można było np przy wyznaczaniu rd). Ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z parametrami oraz sposobami ich doświadczalnego wyznaczania dla tranzystora polowego z izolowaną bramką.
Wyszukiwarka