AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA w BYDGOSZCZY Instytut Telekomunikacji i Elektrotechniki
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI	Nazwisko i Imię: 1. Jarzyński Piotr 2. Rojkowski Piotr Nr grupy M6 Semestr IV
Laboratorium elementów i układów elektronicznych
Temat: Tranzystor polowy J-FET
Data wykonania Data oddania 24,03,1998	Instytut :Podstaw Elektroniki

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie wybranych charakterystyk statycznych i parametrów tranzystora

polowego

J-FET oraz zapoznanie się z jego właściwościami jako rezystora sterowanego

napięciem.

Wykaz przyrządów:

woltomierz cyfrowy ^x2;

miliamperomierz;

1.Pomiary

1.1.Pomiar charakterystyk statycznych.

1.1.1Schemat układu do pomiaru charakterystyk statycznych.

1.1.2.Pomiar charakterystyk wyjściowych I_D = f(U_DS), U_GS-parametr.

U GS = 0,101 [V]		U GS = 0,255[V]		U GS = 0,500 [V]		U GS = 1,000 [V]		U GS = 2,000 [V]
UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0,500	1,525	0,507	1,418	0,500	1,219	0,502	0,838	0,499	0,035
1,000	2,712	1,006	2,467	1,000	2,075	1,000	1,293	1,005	0,039
1,499	3,529	1,506	3,155	1,502	2,582	1,500	1,470	1,501	0,041
2,006	4,022	1,998	3,528	2,004	2,818	2,003	1,539	2,003	0,043
3,005	4,396	3,004	3,812	3,000	2,988	3,000	1,597	3,005	0,045
4,004	4,512	4,007	3,901	4,002	3,048	4,002	1,626	4,000	0,046
5,000	4,552	5,014	3,941	5,004	3,079	5,002	1,645	5,008	0,047
5,999	4,577	6,004	3,961	6,000	3,100	6,003	1,659	6,000	0,048
7,000	4,586	7,001	3,974	7,000	3,116	7,000	1,669	7,015	0,049
8,006	4,590	8,000	3,979	8,000	3,128	8,000	1,677	8,007	0,050

1.1.3.Pomiar charakterystyk przejściowych I_D = f(U_GS), U_DS-parametr.

U DS = 1,005 [V]		U DS = 2,000[V]		U DS = 7,006 [V]		U DS = 10,001 [V]
UGS[V]	IDS [ mA]	UGS[V]	IDS [ mA]	UGS[V]	IDS [ mA]	UGS[V]	IDS [ mA]
-2,254	0	-2,258	0	-2,314	0	-2,314	0
-2,002	0,039	-2,003	0,043	-2,002	0,050	-2,000	0,049
-1,500	0,495	-1,507	0,531	-1,512	0,570	-1,493	0,613
-1,206	0,952	-1,206	1,078	-1,207	1,168	-1,200	1,195
-1,000	1,295	-1,000	1,536	-1,004	1,652	-0,997	1,617
-0,801	1,624	-0,804	2,017	-0,803	2,203	-0,804	2,198
-0,607	1,933	-0,598	2,562	-0,602	2,808	-0,590	2,838
-0,500	2,098	-0,500	2,836	-0,506	3,117	-0,500	3,125
-0,300	2,402	-0,300	3,408	-0,300	3,818	-0,302	3,783
-0,101	2,701	-0,101	3,976	-0,100	4,551	-0,105	4,507
0	2,854	0	4,262	0	4,932	0	4,919

4. Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych tranzystora polowego

pracującego jako rezystor sterowany napięciem I_D = f(U_DS), U_GS - parametr

U GS = - 0,104[V]		U GS = -0,201 [V]		U GS = - 0,501 [V]
UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]
0,703	2,020	0,700	1,917	0,704	1,613
0,601	1,773	0,600	1,682	0,601	1,420
0,500	1,508	0,502	1,436	0,504	1,224
0,401	1,237	0,405	1,189	0,406	1,011
0,309	0,967	0,300	0,899	0,304	0,775
0,206	0,654	0,201	0,615	0,200	0,523
0,100	0,322	0,105	0,306	0,101	0,227
0,052	0,164	0,055	0,156	0,050	0,134
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
-0,053	-0,173	-0,055	-0,161	-0,051	-0,146
-0,101	-0,348	-0,100	-0,333	-0,100	-0,285
-0,199	-0,692	-0,203	-0,681	-0,200	-0,578
-0,300	-1,055	-0,300	-1,018	-0,300	-0,887
-0,403	-1,435	-0,402	-1,394	-0,397	-1,216
-0,500	-1,813	-0,500	-1,762	-0,500	-1,527
-0,601	-2,218	-0,602	-2,117	-0,601	-1,873
-0,700	-2,628	-0,704	-2,544	-0,705	-2,233

2. Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora polowego pracującego w

układzie z polaryzacją wstępną.

1. Schemat układu

2. Pomiar charakterystyk wyjściowych I_D = f(U_DS), U_i- parametr.

Uwe= 0,101V		Uwe= 2,00V		Uwe= 4,00V
UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]	UDS[V]	IDS [ mA]
0	0	0	0	0	0,
0,204	0,693	1,001	1,938	1,000	0,461
0,500	1,681	2,005	3,799	2,009	1,393
0,701	2,379	3,003	5,747	3,003	2,671
1,005	3,398	4,002	7,246	4,000	4,255
1,501	4,957	5,001	7,586	5,000	6,105
2,004	6,152	6,001	7,763	5,999	7,580
3,001	7,338	7,998	7,865	7,001	7,816
4,004	7,835	8,005	7,927	8,000	7,913
5,002	8,045	9,002	7,999	9,005	7,982
6,004	8,167	10,000	8,070	10,000	8,003
7,000	8,230
8,006	8,260

2. 
   Opracowanie wyników pomiarów.

1. Charakterystyka wyjściowa I_D = f(U_DS)

2. Charakterystyka przejściowa I_D = f(U_GS)

Wyznaczenie g_m i g_ds

transkonduktancja: konduktancja wyjściowa:

2. Charakterystyka wyjściowa J-FET'a w układzie z polaryzacją wstępną

I_D = f (U_DS)

4. 
   Charakterystyka wyjściowa J-FET'a pracującego jako rezystor sterowany napięciem I_D = f (U_DS), U_GS - parametr

5. Wyznaczenie r_DS = f(U_GS) oraz r = f(U_i)

1. 
   U_GS-parametr

UGS	ΔUDS	ΔIDS	rDS
V	V	mA	Ω
-0,104	0,1	0,271	377,35
-0,201	0,1	0,246	406,5
-0,501	0,1	0,196	510,2

2. r = f(U_WE) U_i-parametr

Ui	ΔUDS	ΔID	r
V	V	mA	Ω
0,101	1	2,754	363,12
0,208	1	2,719	367,78
2,000	1	1,861	537,35
4,000	1	0,932	1072,9

5. Wnioski .

W trakcie ćwiczenia zdejmowane byly charakterystyki tranzystora polowego J-FET . Na charakterystyce wyjściowej można zauważyć silną zależność prądu drenu od wartości napięcia Ugs , co związane jest z zawężaniem kanału i wchodzeniem tranzystora w stan nasycenia przy znacznie mniejszym Id. Wchodzenie warstwy bramki w kanał jest tym większe im większe będzie ujemne napięcie bramki. Na charakterystyce przejściowej obserwujemy nieliniowy spadek prądu drenu wraz ze wzrostem ujemnego napięcia polaryzacji bramki Ugs . Spadek wartości Id związany jest ze zmniejszeniem przekroju kanału ( wzrostem jego rezystancji ).Przy małych wartościach napięcia Ugs rezystancja kanału ma charakter liniowy.

W punkcie 1.1.4 badane były właściwości tranzystora dla małych wartości napięcia Uds przy Ugs = const . Po zdjęciu rodziny charakterystyk okazuje się , że są one w zasadzie liniowe . Tranzystor zachowuje się jak liniowa rezystancja sterowana napięciem Ugs . Właściwość ta występuje dla dodatnich , jak i ujemnych wartości napięcia Uds , tak długo jak długo to napięcie jest dostatecznie małe , aby zmiana potencjału w kanale mogła być pomijalnie mała. .

W kolejnym punkcie ćwiczenia sptawdzany był wpływ dodatniego sprzężenia zwrotnego na liniową pracę tranzystora . Okazuje się , że po dołączeniu rezystorów do bramki i między dren , a bramkę zakres pracy tranzystora jako rezystora sterowanego napięciem dla niewielkich Uds , zwiększa się kilkakrotnie.

Ponadto charakterystyka tranzystora jest bardziej liniowa niż w przypadku braku elementów zewnętrznych . Sprawdzana była także zależność rezystancji kanału od napięcia Ugs.

Z wykreślonych charakterystyk wynika , że rezystancja kanału rośnie ze wzrostem napięcia Ugs , co spowodowane jest zmniejszeniem przekroju kanału na skutek wnikania warstwy zaporowej . Wprowadzone sprzężenie zwrotne ma również wpływ na wartość rezystancji kanału powodując jej wyrażne zmniejszenie .

---