POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
LABORATORIUM ELEKTRONIKI
Ćwiczenie nr : 3	Temat ćwiczenia: Badanie tranzystorów unipolarnych.	Zespół: 2 1. Zielińska Aneta 2. Wrzesień Katarzyna 3. Zarzycki Wojciech
18.10.2000	Ocena:	W E A i I	Grupa: 21A

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk tranzystora polowego złączowego z kanałem typu n dla układu pracy wspólnego źródła : I_D=I_D(U_GS)|_UDS=const; I_D=I_D(U_DS)|_UGS=const oraz na podstawie charakterystyk sprawdzenie słuszności wzorów:

W oparciu o definicję obliczyć należy wartości g_m oraz r_d w wybranym punkcie pracy.

2. Schemat układu pomiarowego :

3. Spis przyrządów :

- 2 x multimetr cyfrowy typ V543

- mili amperomierz typ KET 4-91

- 2 x zasilacz typ 2T-980-4M

4. CHARAKTERYSTYKA WYJŚCIOWA TRANZYSTORA UNIPOLARNEGO

TABELE POMIAROWE :

U_GS = 0V

UDS [V]	ID [mA]
0,252	1,29
0,490	2,44
0,762	3,58
1,000	4,45
1,275	5,30
2,005	6,96
3,040	7,95
4,010	8,27
5,000	8,40
6,000	8,42
7,000	8,42
9,130	8,22
18,53	8,11
21,70	8,00

U_GS = -0,8V

UDS [V]	ID [mA]
0,278	1,01
0,402	1,44
0,956	2,99
1,30	3,73
2,05	4,60
3,07	5,03
4,17	5,19
6,44	5,31
7,27	5,32
9,16	5,34
11,50	5,34
14,26	5,31
16,33	5,28
24,67	5,19

U_GS = -0,2V

UDS [V]	ID [mA]
0,205	1,10
0,303	1,45
0,470	2,17
0,750	3,26
0,978	4,0
1,142	4,49
1,578	5,56
2,546	6,85
4,770	7,53
6,590	7,62
9,270	7,62
12,92	7,49
16,75	7,43
22,47	7,23

U_GS = -1,0V

UDS [V]	ID [mA]
0,215	0,72
0,50	1,55
0,728	2,17
1,00	2,77
1,20	3,12
2,14	4,02
3,60	4,37
5,07	4,47
7,18	4,53
9,07	4,56
12,18	4,55
17,49	4,54
20,23	4,52
24,49	4,49

U_GS = -0,4V

UDS [V]	ID [mA]
0,330	1,21
0,516	2,17
0,730	2,93
0,975	3,68
1,211	4,30
2,083	5,79
4,060	6,63
6,370	6,78
7,000	6,78
9,160	6,77
10,45	6,74
15,45	6,63
20,27	6,54
23,40	6,44

U_GS = -1,2V

UDS [V]	ID [mA]
0,295	0,89
0,513	1,49
0,706	1,94
1,026	2,56
2,820	3,39
4,010	3,86
7,000	3,97
8,010	3,99
10,00	4,01
11,50	4,01
21,06	4,00
22,28	3,97
25,88	3,96
26,00	3,94

U_GS = -0,6V

UDS [V]	ID [mA]
0,250	1,03
0,526	2,02
0,770	2,77
1,012	3,45
1,521	4,50
2,000	5,18
3,170	5,75
5,000	5,99
7,130	6,06
10,70	6,00
18,00	6,00
19,87	5,92
21,14	5,85
24,03	5,78

U_GS = -1,4V

UDS [V]	ID [mA]
0,272	0,76
0,505	1,32
0,745	1,80
0,95	2,13
1,59	2,76
2,56	3,06
4,12	3,21
5,18	3,26
10,18	3,36
13,60	3,37
17,33	3,37
20,18	3,37
22,94	3,36
24,82	3,35

U_GS = -1,6V

UDS [V]	ID [mA]
0,236	0,57
0,560	1,24
0,900	1,75
1,50	2,24
3,14	2,53
5,37	2,62
6,42	2,66
8,31	2,70
10,11	2,72
12,64	2,74
16,20	2,76
20,00	2,77
23,22	2,76

U_GS = -2,4V

UDS [V]	ID [mA]
0,280	0,34
0,540	0,50
1,50	0,67
5,00	0,76
8,70	0,80
14,35	0,83
20,00	0,86
24,43	0,87
28,12	0,89

U_GS = -1,8V

UDS [V]	ID [mA]
0,272	0,58
0,500	0,95
0,740	1,32
1,24	1,72
2,26	1,97
2,76	2,08
4,12	2,10
9,06	2,20
12,96	2,23
17,00	2,25
20,23	2,26
23,80	2,27
27,69	2,28

U_GS = -2,6V

UDS [V]	ID [mA]
0,740	0,32
3,11	0,40
5,12	0,43
8,04	0,45
12,10	0,47
15,40	0,48
20,16	0,50
25,00	0,51
28,49	0,51

U_GS = -2,0V

UDS [V]	ID [mA]
0,335	0,59
0,670	1,00
1,1	1,27
2,1	1,45
4,16	1,56
7,27	1,62
10,36	1,66
12,63	1,68
18,50	1,71
24,08	1,73
26,00	1,73

U_GS = -2,8V

UDS [V]	ID [mA]
0,362	0,12
0,373	0,17
5,33	0,18
15,00	0,21
20,00	0,22
27,97	0,23

U_GS = -2,2V

UDS [V]	ID [mA]
0,210	0,32
0,700	0,80
1,30	0,99
2,00	1,06
5,84	1,17
8,12	1,20
15,00	1,25
20,70	1,28
26,40	1,30
28,63	1,30

U_GS = -3,0V

UDS [V]	ID [mA]
0,362	0,0
0,757	0,0
2,21	0,0

5. CHARAKTERYSTYKA PRZEJŚCIOWA TRANZYSTORA UNIPOLARNEGO

TABELE POMIAROWE

:

U_DS. = 1V

UGS [V]	ID [mA]
0,0	4,60
-0,19	4,15
-0,59	3,43
-0,40	3,78
-0,80	3,22
-1,03	2,78
-1,41	2,20
-2,03	1,19
-2,21	0,94
-2,40	0,62
-2,60	0,37
-2,80	0,14
-2,87	0,10
-3,00	0,00

U_DS. = 2V

UGS [V]	ID [mA]
0,0	6,84
-0,4	5,58
-0,8	4,52
-1,0	3,96
-1,4	2,94
-1,8	1,91
-2,0	1,43
-2,4	0,67
-2,62	0,38
-2,71	0,27
-2,81	0,17
-2,91	0,08
-2,95	0,05
-2,99	0,01

U_DS. = 3V

UGS [V]	ID [mA]
0,0	7,89
-0,4	6,53
-0,8	4,88
-1,0	4,26
-1,4	3,10
-1,8	2,00
-2,0	1,46
-2,2	1,11
-2,4	0,74
-2,5	0,58
-2,7	0,29
-2,8	0,19
-2,9	0,10
-2,95	0,06

U_DS. = 4V

UGS [V]	ID [mA]
0,0	8,20
-0,2	7,29
-0,6	5,70
-0,8	5,00
-1,2	3,77
-1,6	2,61
-2,0	1,49
-2,2	1,09
-2,4	0,76
-2,6	0,4
-2,8	0,1

U_DS. = 10V

UGS [V]	ID [mA]
0,0	8,53
-0,6	5,87
-0,8	5,25
-1,2	3,81
-1,8	2,07
-2,0	1,46
-2,2	1,00
-2,6	0,4
-2,7	0,2
-2,9	0,1
-2,98	0,06

6. Charakterystyki pomiarowe (na dodatkowych kartkach)

7. Obliczanie wartości parametrów g_m i r_d w kreślonym punkcie pracy, dla :

U_DS. = 1V

U_GS = -0,4V

• g_m (nachylenie)

A₁(-0,19;4,15)

A₂(-0,59;3,43)

• r_d (rezystancja drenu)

B₁(0,975;3,68)

B₂(1,538;4,99)

8. Sprawdzenie słusznosci wzorów

1. w zakresie małych napięć U_DS

I_D - prąd drenu

G_DSON - konduktancja kanału w stanie włączenia

U_P - napięcie odcięcia

Dla: U_GS = -0,4V

U_P = -3,0V

G_DSON = 5,8 mA/V

UDS	ID teoretyczne	ID zmierzone
[V]	[mA]	[mA]
0,0	0,0	0,0
0,330	1,21	1,21
0,516	1,9	2,17
0,730	2,68	2,93
0,975	3,59	3,68
1,211	4,45	4,30

2. w zakresie większych napieć U_DS

I_DSS - maksymalna wartość prądu drenu

Dla U_DS. = 10V

U_P = -3,0V

I_DSS = 9,1mA

UGS	ID teoretyczne	ID zmierzone
[V]	[mA]	[mA]
0	8,53	8,53
-0,6	5,82	5,87
-0,8	4,89	5,25
-1,2	3,28	3,81
-1,8	1,46	2,07
-2,0	1,01	1,46
-2,2	0,65	1,00
-2,6	0,16	0,4
-2,7	0,09	0,2
-2,9	0,01	0,1
-2,98	0,0	0,06

9. Charakterystyka teoretyczna i zmierzona (na dodatkowych kartkach)

10. Wnioski

Z charakterystyki I_D = I_D(U_DS) wynika, że prąd drenu początkowo gwałtownie wzrasta w miarę zwiększania napięcia U_DS a następnie stabilizuje się po przekroczeniu określonego napięcia U_DS., natomiast z charakterystyki I_D = I_D(U_GS) widać, że prąd w miarę zwiększania napięcia U_GS wzrastał i przy wartości U_GS= 0V osiąga maksymalną wartość.

Otrzymane charakterystyki wyjściowa i przejściowa są bardzo zbliżone do charakterystyk teoretycznych tranzystora unipolarnego przedstawionych w literaturze.

Została udowodniona też słuszność wzoru na prąd drenu. Obliczone wartości tego prądu oraz rzeczywiste uzyskane na drodze pomiarów są niemal identyczne. Jedynie w zakresie wyższych napięć ujawnia się pewna odchyłka, która spowodowana jest wpływem temperatury na przewody łączące układ i tranzystor oraz błędami przyrządów pomiarowych .

---