Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych
Ćwiczenie 4: Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET
semestr 2 rok akademicki 2011/2012
Skład
Pintara Damian
nr indeksu 171396
Kowalewski Mateusz
nr indeksu 171362
Leśnik Przemysław
nr indeksu 171374
Ocena
____________
1. Cel ćwiczenia
Wykonanie ćwiczenia
Uproszczony schemat układu pomiarowego pokazany jest na rys. poniżej . Należy wyznaczyć następujące charakterystyki: wyjściową ID = f(UDS) dla kilku wartości napięcia bramki UGS . Jako pierwszą wartość przyjąć UGS=0 a następne w granicach 0 - Up tak, aby otrzymane charakterystyki były na wykresie równomiernie rozłożone. przejściową ID = f(UGS) dla kilku wartości napięcia drenu UDS. Jedną wartość napięcia UDS należy przyjąć z zakresu pentodowego, pozostałe z pogranicza i z zakresu triodowego.
Uwaga 1. Przed wyznaczaniem charakterystyk nastawić wstępnie napięcie UDS na poziomie kilku woltów (3V - 8V) a następnie zmniejszyć prąd drenu do zera przez zmianę napięcia UGS. Pozwoli to na określenie rodzaju kanału badanego tranzystora i wartości napięcia odcięcia. W tabelach wyników pomiarów notować znaki napięć i prądu.
Uwaga 2. Przed przystąpieniem do pomiarów dokonać wszystkich możliwych regulacji i zaobserwować, w jakim zakresie zmieniają się poszczególne wielkości, jak się zmieniają (gwałtownie, wolno). W oparciu o te obserwacje ustalić zakres pomiarów, krok
pomiarowy (niekoniecznie stały w całym zakresie pomiarowym) oraz wartości parametrów przy jakich będą mierzone poszczególne charakterystyki. Dopiero wtedy przystąpić do właściwych pomiarów.
JFET Charakterystyka Przejściowa Z kanałem typu n
UDS= 1V UDS= 2V UDS= 8V
| Ugs(V) | Id(mA) | Ugs(V) | Id(mA) | Ugs(V) | Id(mA) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 7,71 | 0 | 12,54 | 0 | 17,3 | ||
| -0,2 | 7,31 | -0,2 | 11,9 | -0,15 | 16,32 | ||
| -0,4 | 6,92 | -0,5 | 10,62 | -0,25 | 15,63 | ||
| -0,6 | 6,52 | -0,85 | 9,27 | -0,4 | 14,74 | ||
| -0,85 | 6,03 | -0,92 | 9,08 | -0,6 | 13,52 | ||
| -1 | 5,73 | -1 | 8,74 | -0,8 | 12,26 | ||
| -1,2 | 5,33 | -1,25 | 7,79 | -1 | 11,16 | ||
| -1,5 | 4,74 | -1,5 | 6,82 | -1,2 | 10,11 | ||
| -1,75 | 4,21 | -1,75 | 5,89 | -1,5 | 8,5 | ||
| -2 | 3,67 | -2 | 4,95 | -1,7 | 7,51 | ||
| -2,3 | 2,98 | -2,3 | 3,84 | -1,9 | 6,56 | ||
| -2,6 | 2,26 | -2,6 | 2,82 | -2 | 6,09 | ||
| -3 | 1,31 | -3 | 1,59 | -2,3 | 4,74 | ||
| -3,25 | 0,75 | -3,5 | 0,43 | -2,6 | 3,48 | ||
| -3,4 | 0,48 | -4 | 0 | -2,75 | 2,97 | ||
| -3,5 | 0,33 | -3 | 2,09 | ||||
| -3,7 | 0,1 | -3,3 | 1,14 | ||||
| -3,8 | 0,04 | -3,5 | 0,68 | ||||
| -4 | 0 | -3,7 | 0,3 | ||||
| -3,8 | 0,17 | ||||||
| -4 | 0 |
Charakterystyka Wyjściowa
| Ugs=0V | Uug=0,5V | Ugs=-3V | |||
|---|---|---|---|---|---|
| U ds.(V) | I(mA) | U ds.(V) | I(mA) | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 0,05 | 0,4 | 0,15 | 1,5 | ||
| 0,12 | 1,04 | 0,25 | 2,5 | ||
| 0,2 | 1,73 | 0,4 | 3,87 | ||
| 0,3 | 2,57 | 0,55 | 5,26 | ||
| 0,35 | 3,01 | 0,7 | 6,57 | ||
| 0,45 | 3,81 | 0,85 | 7,71 | ||
| 0,6 | 4,97 | 1 | 8,84 | ||
| 0,75 | 6,07 | 1,3 | 11,03 | ||
| 0,9 | 7,19 | 1,6 | 12,69 | ||
| 1 | 7,65 | 2 | 14,64 | ||
| 1,3 | 9,62 | 2,5 | 16,35 | ||
| 1,6 | 10,95 | 3 | 17,76 | ||
| 2 | 12,55 | 4 | 19,2 | ||
| 2,3 | 13,5 | 5,1 | 20 | ||
| 2,7 | 14,44 | 6 | 20,34 | ||
| 3 | 15,08 | 7,1 | 20,7 | ||
| 3,5 | 15,65 | 8,2 | 21 | ||
| 4 | 16,1 | 9,4 | 21,3 | ||
| 5 | 16,62 | 10 | 21,5 | ||
| 7 | 17,14 | ||||
| 10 | 17,47 |
MOSFET Charakterystyka Przejściowa Z kanałem typu p
| Uds=1 | Uds=3V | Uds=7V | |||
|---|---|---|---|---|---|
| U gs(V) | I(mA) | U gs(V) | I(mA) | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 1,4 | 0,1 | 1,4 | 0,1 | ||
| 1,6 | 0,9 | 1,7 | 2,9 | ||
| 1,8 | 6,9 | 2 | 22,8 | ||
| 1,9 | 13,7 | 2,1 | 35 | ||
| 2 | 22,6 | 2,25 | 58,6 | ||
| 2,1 | 34,2 | 2,35 | 75,4 | ||
| 2,2 | 47 | 2,5 | 104,9 | ||
| 2,35 | 62 | 2,6 | 126,3 | ||
| 2,5 | 71,3 | 2,7 | 147,3 | ||
| 2,67 | 86,4 | 2,8 | 169,5 | ||
| 3 | 96,5 | 2,9 | 189,6 | ||
| 3,35 | 102,1 | 3 | 200 | ||
| 4 | 114,3 | ||||
| 6 | 126,8 | ||||
| 7,2 | 131,9 |
Charakterystyka Wyjściowa
| Ugs=-2V | Ugs=-2,85 | Ugs=-2,5 | ||
|---|---|---|---|---|
| Uds(V) | I(mA) | Uds(V) | I(mA) | |
| 0 | 0 | -0,1 | -12 | |
| -0,2 | -12,6 | -0,2 | -19,1 | |
| -0,45 | -20,6 | -0,3 | -28,2 | |
| -0,66 | -22,5 | -0,4 | -36 | |
| -0,85 | -23 | -0,5 | -50,9 | |
| -2 | -23,3 | -0,75 | -76,3 | |
| -5 | -23,4 | -1 | -94,7 | |
| -7 | -23,7 | -1,2 | -110,8 | |
| -10,6 | -24 | -1,4 | -125 | |
| -1,5 | -134,2 | |||
| -1,85 | -152 | |||
| -2 | -163,4 | |||
| -3 | -191,7 | |||
| -4 | -196,7 | |||
| -7 | -197,6 | |||
| -10,3 | -199 | |||
Wnioski
Badając charakterystyki przejściowe tranzystora JFET można zauważyć, że na kształt charakterystyki wpływa tylko napięcie Ugs (Uds nie wpływa na jej kształt). Im większe napięcie Ugs tym większy prąd drenu.
Badając charakterystyki przejściowe tranzystora MOSFET można zauważyć, że tak samo jak w tranzystorze JFET zmiana napięcia Uds nie wpływa na kształt charakterystyki. Na jej kształt wpływa tylko napięcie Ugs - im większe tym większy prąd drenu.
W tranzystorze JFET prąd drenu stabilizuje się przy napięciu około 4V. Powstaje zakres nasycenia i dalszy wzrost napięcia nie powoduje znacznego wzrostu prądu płynącego przez tranzystor. Natomiast w tranzystorze MOSFET prąd drenu stabilizuje się przy napięciu około -4V.