1. Wstęp teoretyczny

Tranzystory unipolarne zwane także polowymi, stanowią grupę kilku rodzajów elementów, których wspólną cechą jest pośrednie oddziaływanie pola elektrycznego na rezystancję półprzewodnika, względnie na rezystancję cienkiej warstwy nieprzewodzącej. Teoretycznie sterowanie pracą tranzystora unipolarnego może odbywać się bez poboru mocy.

Do grupy tranzystorów unipolarnych należą:

• tranzystory unipolarne złączowe ze złączem p- n (w skrócie oznaczane jako JFET lub FET)

• tranzystory unipolarne z izolowaną bramką (IGFET), z których najczęściej są wykorzystywane struktury metal-tlenek-półprzewodnik (MOS lub MOSFET)

• tranzystory unipolarne cienkowarstwowe (TFT)

Tranzystory unipolarne złączowe charakteryzuje się przez podanie szeregu parametrów dla dużych wartości sygnałów- nazywanych parametrami statycznymi i dla małych wartości sygnałów- zwanych parametrami dynamicznymi. Właściwości statyczne tranzystora unipolarnego najlepiej opisują dwie rodziny charakterystyk: charakterystyki przejściowe i charakterystyki wyjściowe.

Charakterystyki przejściowe podają zależność prądu drenu I_D od napięcia bramka- źródło U_GS przy ustalonej wartości napięcia dren- źródło U_DS.

Charakterystyki wyjściowe podają związek między prądem drenu I_D i napięciem dren- źródło U_DS przy napięciu bramka- źródło U_GS jako parametrze.

2. Badanie tranzystora unipolarnego złączowego z kanałem typu n (typ BF 245).

a). schemat

b). wyznaczenie rodzin charakterystyk: wyjściowej i przejściowej (dane uzyskane w pomiarach)

Uds		Uds		Uds		Uds
1[V]		2[V]		3[V]		4[V]
Ugs	Urd	Ugs	Urd	Ugs	Urd	Ugs	Urd
0	3,8	0	6,33	0	7,87	0	8,85
-0,2	3,64	-0,2	6,06	-0,2	7,48	-0,2	8,37
-0,4	3,47	-0,4	5,76	-0,4	7,1	-0,4	7,95
-0,6	3,32	-0,6	5,49	-0,6	6,74	-0,6	7,53
-0,8	3,16	-0,8	5,24	-0,8	6,4	-0,8	7,13
-1	3,03	-1	5	-1	6,05	-1	6,74
-1,2	2,96	-1,2	4,68	-1,2	5,57	-1,2	6,09
-1,4	2,71	-1,4	4,42	-1,4	5,25	-1,4	5,75
-1,6	2,58	-1,6	4,18	-1,6	4,96	-1,6	5,39
-1,8	2,45	-1,8	3,95	-1,8	4,54	-1,8	5,07
-2	2,29	-2	3,77	-2	4,22	-2	4,75
-2,2	2,17	-2,2	3,5	-2,2	3,91	-2,2	4,17
-2,4	2,05	-2,4	3,26	-2,4	3,58	-2,4	3,84
-2,6	1,93	-2,6	3,03	-2,6	3,28	-2,6	3,54
-2,8	1,81	-2,8	2,61	-2,8	2,98	-2,8	3,21
-3	1,6	-3	2,34	-3	2,76	-3	2,92

Ugs=0,5 [V]		Ugs=0 [V]		Ugs=-0,5 [V]		Ugs=-1 [V]		Ugs=-1,5 [V]		Ugs=-2 [V]
Uds	Urd	Uds	Urd	Uds	Urd	Uds	Urd	Uds	Urd	Uds	Urd
[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]
0	0,1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0,1	0,53	0,1	0,45	0,1	0,39	0,1	0,36	0,1	0,32	0,1	0,3
0,2	1,01	0,2	0,87	0,2	0,75	0,2	0,68	0,2	0,61	0,2	0,54
0,3	1,41	0,3	1,26	0,3	1,08	0,3	0,99	0,3	0,87	0,3	0,78
0,4	1,93	0,4	1,65	0,4	1,46	0,4	1,29	0,4	1,14	0,4	1,01
0,5	2,36	0,5	2,05	0,5	1,79	0,5	1,57	0,5	1,4	0,5	1,23
0,6	2,77	0,6	2,4	0,6	2,12	0,6	1,9	0,6	1,65	0,6	1,44
0,7	3,18	0,7	2,76	0,7	2,44	0,7	2,16	0,7	1,9	0,7	1,67
0,8	3,58	0,8	3,1	0,8	2,75	0,8	2,42	0,8	2,13	0,8	1,86
0,9	3,96	0,9	3,43	0,9	3,04	0,9	2,64	0,9	2,35	0,9	2,05
1	4,32	1	3,76	1	3,31	1	2,92	1	2,56	1	2,24
1,1	4,67	1,1	4,06	1,1	3,58	1,1	3,17	1,1	2,77	1,1	2,4
1,2	4,98	1,2	4,34	1,2	3,84	1,2	3,39	1,2	2,95	1,2	2,57
1,3	5,31	1,3	4,62	1,3	4,08	1,3	3,6	1,3	3,13	1,3	2,72
1,4	5,61	1,4	4,89	1,4	4,33	1,4	3,81	1,4	3,31	1,4	2,86
1,5	5,92	1,5	5,15	1,5	4,55	1,5	4	1,5	3,48	1,5	3
1,6	6,19	1,6	5,4	1,6	4,75	1,6	4,19	1,6	3,64	1,6	3,13
1,7	6,7	1,7	5,63	1,7	4,97	1,7	4,38	1,7	3,8	1,7	3,26
1,8	6,75	1,8	5,86	1,8	5,16	1,8	4,54	1,8	3,93	1,8	3,37
1,9	6,93	1,9	6,07	1,9	5,37	1,9	4,7	1,9	4,07	1,9	3,48
2	7,16	2	6,28	2	5,52	2	4,85	2	4,2	2	3,58
3	9,08	3	7,86	3	6,89	3	5,99	3	5,12	3	4,32

3. Badanie tranzystora unipolarnego z izolowaną bramką z kanałem wzbogaconym typu n ( typ BUZ 11).

a). schemat

b). wyznaczenie rodzin charakterystyk: wyjściowej i przejściowej

Dane uzyskane w pomiarach:

Uds= 4 [V]
Ugs	Urd	Id
[V]	[V]	[mA]
2	0	0
2,2	0	0
2,4	0,004	0,004
2,6	0,037	0,037
2,8	0,368	0,368
3	3,67	3,67

Ugs=3 [V]		Ugs=4 [V]		Ugs=5 [V]		Ugs=6 [V]
Uz	Uds	Uz	Uds	Uz	Uds	Uz	Uds
[V]	[V]	[V]	[mV]	[V]	[mV]	[V]	[mV]
1	0	1	0	1	0,08	1	0,07
2	0	2	0	2	0,16	2	0,14
3	0,068	3	0	3	0,23	3	0,22
4	0,29	4	0	4	0,32	4	0,29
5	0,89	5	1	5	0,39	5	0,36
6	1,7	6	1	6	0,48	6	0,43
7	2,43	7	1	7	0,54	7	0,51
8	3,28	8	1	8	0,63	8	0,58
9	4,13	9	1	9	0,70	9	0,65
10	4,99	10	106	10	0,79	10	0,72
11	-	11	193	11	0,89	11	0,85

4. Wyznaczenie rezystancji wejściowej dla tranzystora unipolarnego złączowego z kanałem typu n (BF245).

a). schemat

Rezystancję wejściową tranzystora wyznacza się korzystając ze wzoru:

C= 470 [pF]

T= 390 [s]

Wyznaczamy R_WE:

5. Wnioski

Celem przeprowadzenia powyższego ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania i pracą tranzystorów unipolarnych. Podczas ćwiczenia przebadaliśmy dwa rodzaje tranzystorów unipolarnych: złączowe z kanałem typu n (o oznaczeniu BF245) oraz tranzystory z izolowaną bramką z kanałem wzbogaconym typu n (o oznaczeniu BUZ11). Wyznaczyliśmy charakterystyki: przejściowe I_D= f (U_GS); U_DS- constans i wyjściowe I_D= f (U_DS); U_GS- constans. Wyznaczyliśmy także rezystancję wejściową dla tranzystora BF245, która wynosi 829 [M].Obserwując charakterystykę wyjściową tranzystora BUZ11 widzimy nagły skok krzywych przy niewielkich zmianach napięcia U_GS (zmiana tylko o 1[V]). W tranzystorze unipolarnym złączowym charakterystyka wyjściowa ma odmienny kształt aniżeli teoretyczna.

Badanie tranzystorów unipolarnych Strona 1

U_GS

U_Z

V

U_RD

R= 1 [k

V

G

S

D

U_RD

G

R= 1 [k

D

S

V

U_Z= 12[V]

U_GS

V

R= 1[k

R= 1[k

U_DS

C

V

U_RD

G

R= 1 [k

D

R= 1[k

S

V

U_Z

U_GS

C

---