Sprawozdanie

Instytut Fizyki PWR Laboratorium Fizyka 3.3	Ćwiczenie numer 4: Tranzystor polowy
	ŚR 10.15 data 14.03.12

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest pomiar charakterystyk przejściowej oraz wyjściowej tranzystora polowego. Dodatkowo należy wyznaczyć transkonduktancję oraz kondunktancję wyjściową tranzystora.

1. Opis ćwiczenia:

Do pomiaru charakterystyk wykorzystamy układ złożony z dwóch źródeł napięcia, potencjometrów, tranzystora oraz amperomierza i woltomierza. Jego schemat znajduje się poniżej:

Rys.1. Układ do pomiaru charakterystyk statycznych tranzystora polowego.

Wykorzystane wzory fizyczne:

1. charakterystyka wyjściowa:

(1)

gdzie - konduktancja wyjściowa

1. charakterystyka przejściowa:

(2)

(3)

gdzie - transkonduktancja

3. Wykresy:

3. Obliczenia:

1. Niepewności pomiarowe

2. Transkonduktancja, napięcie odcięcia (Up), prąd drenu (Ipss)

Aby wyznaczyć transkoduktację w pewnym punkcie, musimy znaleźć styczną do wykresu w danym punkcie pracy. Korzystając z geometrycznej interpretacji transkoduktacji, możemy określić, iż transkoduktacja jest tangensem nachylenia stycznej, do osi x. (Jest współczynnikiem kierunkowym stycznej - a). A więc odczytujemy: (dla Vds = 11V)

g_m = 0.47mS dla V_gs =   − 5V

g_m = 2.91mS dla V_gs =   − 3V 

g_m = 4.19mS dla V_gs =   − 1V 

Aby wyznaczyć napięcie odcięcia, odnajdujemy miejsce przecięcia f(x) z osia X (interesuje nas miejsce zerowe najbliższe początku układu wspórzednych).

0.0034241814x⁵ + 0.049347031x⁴ + 0.21268286x³ + 0.65534032x² + 5.0469977x + 15.269253 = 0

x =   − 4.948 V

Aby wyznaczyć wartość prądu drenu, odnajdujemy miejsce przecięcia f(x) z osią Y.

Ipp = f(0) = 15.269 mA

 

1. Konduktancja

Konduktancja została wyznaczona analogicznie do transkoduktancji z charakterystyki wyjściowej.

3. Wyniki:

Konduktancja wyjściowa

UDS [V]

0,5

2

6

Tabela 1: Wartości kondunktancji wyjściowej tranzystora dla wybranych punktów pracy.

Transkonduktancja

UGS [V]

-5

-3

-1

Tabela 2: Wartości transkonduktancji tranzystora dla wybranych punktów pracy.

Napięcie odcięcia

Up = -4,948 V

Tabela 3: Wartość napięcia odcięcia dla U_DS = 11 V.

Prąd drenu IDSS

IDSS = 15.269mA

Tabela 4: Wartość prądu drenu I_DSS.

3. Wnioski: