Laboratorium przyrządów półprzewodnikowych
Temat ćwiczenia: Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i IGFET.			Wykonujący ćwiczenie:
Nr ćwiczenia: 8	Data wyk. ćwicz.	Ocena	Wykonujący sprawozdanie:

I)

Pierwszym badanym przez nas elementem był tranzystor JFET oznaczony symbolem BF 245. Jest to tranzystor z kanałem typu „n”. W trakcie ćwiczenia mierzyliśmy charakterystyki wyjściowe i przejściowe tego tranzystora.

Wyznaczenie charakterystyki wyjściowej I_D = f(U_DS) przy napięciu U_GS traktowanym jako parametr odbyło się za pomocą rejestratora X-Y i poniższego układu.

Odczytując potrzebne wartości z uzyskanego wykresu wyznaczamy parametr g_DS oraz G_DSO :

Wyznaczenie charakterystyki przejściowej I_D = f(U_GS) przy napięciu U_DS traktowanym jako parametr odbyło się za pomocą rejestratora X-Y i poniższego układu.

Odczytując z wykresu prąd I_D dla U_GS=0V przy stałym napięciu U_DS=10V dostajemy prąd I_DSS:

I_DSS=9,6[mA]

Dla I_D = 0A oraz U_DS = 10V odczytujemy napięcie odcięcia kanału U_P :

U_P ≅ -3[V]

Następnie wyznaczamy parametr g_m :

II)

Wyznaczenie charakterystyk statycznych dla tranzystora z izolowaną bramką (IGFET) oznaczonego symbolem IRF 520. Jest to tranzystor ze wzbogacanym kanałem typu `n'.

Wyznaczenie charakterystyki wyjściowej I_D = f(U_DS) przy napięciu U_GS traktowanym jako parametr odbyło się za pomocą rejestratora X-Y i poniższego układu.

Odczytując potrzebne wartości z uzyskanego wykresu wyznaczamy parametr g_m i G_DSO:

Wyznaczenie charakterystyki przejściowej I_D = f(U_GS) przy napięciu U_DS traktowanym jako parametr odbyło się za pomocą rejestratora X-Y i poniższego układu.

Z wykresu odczytujemy napięcie przy którym powstaje kanał U_T (przy którym prąd drenu osiąga określoną wartość np:10μA) :

U_T ≈ 3,2[V]

Następnie odczytując potrzebne wartości z wykresu wyznaczamy parametr g_m :

Wnioski:

Z obu charakterystyk wyjściowych widać, że dla małych wartości U_DS, tranzystory zachowują się jak rezystory o rezystancji sterowanej napięciem (charakterystyka liniowa). Dla tranzystora JFET zakres tych napięć wynosi 0÷1V, natomiast dla tranzystora IGFET odpowiednio 0÷0,2V.

Na charakterystyce przejściowej tranzystora JFET zauważamy, że przy wzroście napięcia U_DS najpierw następują duże skoki prądu drenu, żeby przy wyższych napięciach U_DS jego wpływ na zmianę prądu I_D malał.

Natomiast wpływ parametru jakim jest napięcie U_GS na charakterystykę wyjściową jest równomierny, tzn. jednakowy przyrost wartości parametru powoduje jednakowy wzrost prądu drenu.

Dla tranzystora IGFET na charakterystyce wyjściowej wpływ parametru jakim jest napięcie U_GS nie jest jednakowy dla całego zakresu zmienianych napięć (zmiana napięcia U_GS od 3.30[V] do 3.35[V] powoduje zmianę prądu drenu o około 0.5mA, natomiast zmiana napięcia U_GS od 3.60[V] do 3.65[V] powoduje zmianę prądu drenu o około 3.5mA). Wzrost prądu jest tak jakby ekspotencjalny.

Dla obu tranzystorów zauważamy zależność, że odpowiednie konduktancje przejściowe są większe niż konduktancje wyjściowe.

Warto też zauważyć, że wyznaczone przez nas charakterystyki przejściowe z charakterystyk wyjściowych są prawie identyczne jak otrzymane z rejestratora X-Y.

Ze względu na to że kanał w tym tranzystorze typu MOS jest normalnie wyłączony i wymaga wstępnego spolaryzowania, element ten ma główne zastosowanie w układach przełączających.

Natomiast tranzystor JFET ma zastosowania w układach wzmacniających małej i dużej częstotliwości i dużej impedancji wejściowej.

-

ZASILACZ

P 317

+

+

ZASILACZ

(SWEEP)

-

V

1kΩ

10Ω

D

G

X

Y

S

S

D

U_GS=const

+

10Ω

X

Y

+

ZASILACZ

(SWEEP)

-

V

Z

S

Y

G

X

D

10Ω

1kΩ

V

+

ZASILACZ

P 317

-

-

ZASILACZ

(SWEEP)

+

G

B

+

ZASILACZ

(SWEEP)

-

Z

V

10Ω

G

D

S

B

X

Y

+

---