Ćwiczenie nr . 8
Temat : Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET
i MOSFET
1 Cel ćwiczenia
pomiar ch - k wyjściowych i przejściowych tranzystorów JFET
pomiar charakterystyk wyjściowych i przejściowych tranzystorów MOSFET
pomiar charakterystyk wyjściowych i przejściowych tranzystorów MOSFET z
podwójną bramką
wyznaczenie parametrów elektrycznych mierzonych tranzystorów
2 Spis przyrządów
a) Zasilacz stabilizowany prądowo P317
b) Multimetr 1321
Multimetr VC - 10T
Tranzystor BF-245 , BF-982 , IRF-520
Zasilacz ZLS - 3
Rejestrator X-Y
Zestaw płytek pomiarowych
3 Schematy pomiarowe
Układ do pomiaru ch-k wyjściowych tranzystora unipolarnego z wykorzystaniem rejestratora X-Y BF-245
Układ do pomiaru ch-k przejściowych tranzystora unipolarnego z wykorzystaniem rejestratora X-Y BF-245
Układ do pomiaru ch-k wyjściowych tranzystora unipolarnego z izolowaną
bramką z wykorzystaniem rejestratora X-Y IRF-520
d) Układ do pomiaru ch-k przejściowych tranzystora unipolarnego z podwójną bramką , z wykorzystaniem rejestratora X-Y BF-982
4 Obliczenia
A) Obliczenia dotyczące tranzystora BF-245
Obliczenia Gko ( konduktancji kanału otwartego , dla zakresu liniowego) Ugs = 0
oraz GK dla Ugs = const
UGS = 0V GKO = 6,1mA / 1,5V = 4,1 mS
UGS = -2,8V GK = 0,5mA / 1,5V = 0,33 mS
UGS = -1,4V GK = 3,15mA / 1,5V = 2,1 mS
UGS = -0,2V GK = 5,5mA / 1,5V = 3,67 mS
Obliczenia konduktancji przejściowej gm
P1 UDS = 1,5V gm = 0,4 mA / 0,2V = 2 mS
P2 UDS = 3 V gm = 0,6 mA / 0,2V = 3 mS
P3 UDS = 10V gm = 0,7 mA / 0,2V = 3,5 mS
Obliczenia konduktancji wyjściowej (zakres nienasycenia ) gds
P1 UGS = -2,8V gds = 0,75 mA / 0,1V = 0,75 mS
P2 UGS = -1,4V gds = 0,25 mA / 0,1V = 2,5 mS
P3 UGS = -0,2V gds = 0,4 mA / 0,1V = 4 mS
Obliczenia gds ( konduktancji wyjściowej , dla zakresu nasycenia ) Ugs = const
P1 UGS = -2V gds = 0,1 mA / 1V = 0,1 mS
P2 UGS = -1V gds = 0,15 mA / 1V = 0,15 mS
P3 UGS = 0V gds = 0,1 mA / 1V = 0,1 mS
prądy IDSS , oraz napięcie UP odczytane bezpośrednio z wykresu :
UDS = 1,5V IDSS = 4,7 mA
UDS = 3 V IDSS = 8,2 mA
UDS = 10V IDSS = 9,2 mA
UP = -3,6V
Obliczenia dla tranzystora IRF-520
- Obliczenia konduktancji przejściowej gm
P1 UDS = 10 mV gm = 0,95 mA / 0,05V = 19 mS
P2 UDS = 3 mV gm = 1,7 mA / 0,05 V = 34 mS
P3 UDS = 0,15 mV gm = 0,4 mA / 0,05V = 8 mS
- Obliczenia konduktancji wyjściowej gds
P1 UGS = 2,9V gds = 0,01 mA / 20 mV = 0,5 mS
P2 UGS = 3V gds = 0,015 mA /20 mV = 0,75 mS
P3 UGS = 3,05V gds = 0,017 mA / 20 mV = 0,85 mS
Wartość dąży do zera , bo niewielkiej zmianie ID towarzysz duża zmiana napięcia UDS .
- Napięcie UP odczytane bezpośrednio z wykresu :
UP = 2,76 V
Tranzystor BF 982
- Prądy IDSS , oraz napięcie UP odczytane bezpośrednio z wykresu :
UG2 = -1,5V IDSS = 3,8 mA
UG2 = -0,5V IDSS = 3,45 mA
UG2= 0V IDSS = 3,05 mA
UG2= 0,5V IDSS = 1,5 mA
UG2= 0,6V IDSS = 0,72 mA
UG2= - 4V IDSS = 4 mA wzbudzenie układu
UP = -0,81 V
Uwagi i wnioski
Wyznaczyliśmy charakterystyki przejściową i wyjściową tranzystora BF-245 .
Na ich podstawie wyznaczyliśmy współczynniki :GKO , Up , IDSS , gm , gds . Wartości wypisane są w podpunkcie 4. Napięcie Up wyznaczyliśmy za pomocą prostej o równaniu która przecina krzywą ID = f ( UDS ) jednoznacznie określając wartość napięcia odcięcia kanału . W ten sam sposób wyznaczyliśmy napięcie UT i UP dla tranzystorów IRF520 oraz BF928 .
Dla tranzystora BF-245 wykreśliłem zależność ID = f ( UDS ) w zakresie liniowym , tzn. dla małego napięcia UDS . W tym celu wykreśliłem korzystając z charakterystyki wyjściowej dodatkowe charakterystyki przejściowe , które jednak nie są dość dokładne ,
dlatego brałem pod uwagę głównie krzywą wykreśloną przez rejestrator X - Y , o napięciu UDS = 1,5V .
Na podstawie charakterystyki przejściowej tranzystora IRF-520 wyznaczyliśmy konduktancję przejściową gm .
Z charakterystyki wyjściowej w zakresie nienasycenia trudno jest wyznaczyć , gdyż skala okazuje się zbyt wąska , natomiast dla zakresu nasycenia obliczenia wykonałem w powyższej części . Zauważyć należy że jest bardzo małe co jest zgodne z oczekiwaniami . Z ch-ki przejściowej odczytaliśmy napięcie UT = 2,76V .
Wykreśliliśmy charakterystykę przejściową tranzystora BF-982 z podwójną bramką . Na jej podstawie wykreśliliśmy napięcie odcięcia UP = 0,81V , oraz prądy IDSS . Dla dużej polaryzacji bramki drugiej napięciem ujemnym -4V układ się wzbudza generując przebieg odmienny niż spodziewaliśmy się otrzymać .