AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA BYDGOSZCZ INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I ELEKTROTECHNIKI
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI Laboratorium elementów i układów elektronicznych Nr ćw.9 Temat: Tranzystor polowy z izolowaną bramką.	Imię i nazwisko: Edyta Racinowska Paweł Zembrzuski Marek Szczygielski Gr. P1
Data wykonania: 14.03.2001r. Ocena: Data oddania spr. 21.03.2001r.	Instytut T i E

1. Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie charakterystyk statycznych i wybranych parametrów tranzystora MOSFET w konfiguracji WS oraz zapoznanie się z jego właściwościami wzmacniającymi.

2. Układy pomiarowe:

1. Pomiar statyczny:

2. Pomiar dynamiczny:

3. Pomiar wzmocnienia układu w zależności od punktu pracy:

3. Pomiary:

1. Pomiary statyczne:

1. wyjściowa:

UDS. [V]	ID [mA]
	UGS = -5V	UGS = -7V	UGS = -9V	UGS = -11V
0	0	0	0	0
0,5	0,40	1,18	1,80	2,14
1,0	0,50	1,90	3,10	4,10
1,5	0,50	2,60	4,42	5,70
2,0	0,51	2,96	5,20	7,20
3,5	0,51	3,38	7,30	11,00
5,0	0,52	3,58	8,20	13,30
10,0	0,62	4,00	9,10	15,40
15,0	0,68	4,30	9,60	16,00

2. przejściowa:

UGS. [V]	ID [mA]
	UDS = -5V	UDS = -10V	UDS = -15V
0	0	0	0
4,5	0,20	0,20	0,28
5,0	0,60	0,60	0,70
6,0	1,80	2,00	2,20
6,5	2,60	3,10	3,12
7,0	3,60	4,08	4,38
7,5	4,60	5,24	5,60
8,0	5,80	6,40	6,80
9,0	8,40	9,30	9,75
10,0	11,00	12,30	12,50

2. Pomiary dynamiczne:

1. przejściowa: R_D = 3,3kΩ U_DD = -15V

UGS [V]	ID [mA]
0	0
4,5	0,2
5,0	0,62
5,5	1,22
6,0	1,92
6,5	2,80
7,0	3,38
7,5	3,80
8,0	3,98
9,0	4,10
10,0	4,14
11,0	4,20
13,0	4,24
15,0	4,26

4. Opracowanie wyników:

1. Charakterystyki statyczne:

a) wyjściowa:

b) przejściowa:

2. Charakterystyki przejściowe:

1. wykreślona na podstawie prostej obciążenie:

Prosta obciążenia to prosta przechodząca przez punkty:

P₁ = (I_D = 0 ; U_D = U_DD)

P₂ = (I_D = U_DD/ R_D ; U_D = 0)

Czyli podstawiając R_D = 3,3kΩ i U_DD = -15V otrzymujemy:

P₁ = (0 ; 15)

P₂ = (-4,54 ; 0)

(podobnie jak w charakterystykach przejściowych wykorzystuję wartości bezwzględne zarówno pomiarów jak u danych) czyli P₂ = (4,54 ; 0)

Z wykresu odczytujemy współrzędne punktów przecięcia prostej obciążenia z poszczególnymi charakterystykami.

UGS	12,8	3,8	1,6	1
ID	0,4	3,5	4,0	4,1

Oraz wartości prądu drenu dla określonych U_GS w których prosta obciążenia przecina wykresy:

UGS [V]	5	7	9	11
ID [mA]	0,4	3,5	4,0	4,1

Wykreślamy charakterystykę przejściową z otrzymanych pomiarów:

Nakładam na siebie otrzymane wykresy w celu określenia prawidłowego pomiaru:

Dynamiczny punkt pracy.

Na podstawie wykresów optymalny punkt pracy wybieramy na stromym odcinku charakterystyki dynamicznej. Zatem dla optymalnego punktu pracy wg. oscylogramów U_GS = -5V, I_D = -0,404mA.

Dla optymalnego punktu pracy opliczam transkonduktancję ze wzoru:

czyli g_m=0,088mA.

Natomiast rezystancja dynamiczna określona wzorem

jest w przybliżeniu równa  gdyż I_D = 0, jednak w rzeczywistości r_d jest “ tylko “ bardzo duże, gdyż nigdy I_D nie jest idealnie równy 0.

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 wejœciową 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 zaobser­wowaæ można było np przy wyznaczaniu r_d). Ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z parametrami oraz sposobami ich doświadczalnego wyznaczania dla tranzystora polowego z izolowaną bramką.

---