AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA BYDGOSZCZ INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I ELEKTROTECHNIKI
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI
Laboratorium elementów i układów elektronicznych			Imię i nazwisko:
Nr ćw.4 Temat: Tranzystor polowy J-FET.			Joanna Szwemin Krzysztof Szweda Nr grupy: J/1 Semestr: 4
Data wykonania	Data oddania spr.	Ocena
8.04.1997	22.04.1997		Instytut: TiE

1. Cel ćwiczenia.

Wyznaczanie wybranych charakterystyk statycznych i parametrów tranzystora polowego J-FET oraz zapoznanie się z jego właściwościami jako rezystora sterowanego napięciem.

2.Schematy pomiarowe.

2.1. Pomiar charakterystyk statycznych oraz charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora polowego pracującego jako rezystor sterowany napięciem.

2.2. Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora polowego pracującego w układzie z polaryzacją wstępn --> [Author:(null)] ą.

3. Wyniki pomiarów.

3.1. Pomiar charakterystyki wyjściowej.

UGS	UDS	ID	UGS	UDS	ID	UGS	UDS	ID
V	V	mA	V	V	mA	V	V	mA
	0,00	0,00		0,00	0,00		0,00	0,00
	0,30	1,58		0,30	1,28		0,29	0,96
	0,50	2,84		0,52	2,14		0,50	1,58
	1,01	5,46		1,06	4,02		1,00	2,88
0	1,53	8,24	2	1,50	5,28	3	1,53	3,88
	2,06	10,36		2,06	6,52		2,01	4,48
	3,03	13,08		3,04	7,84		3,03	5,20
	4,03	14,76		3,99	8,44		4,02	5,48
	5,05	16,20		5,02	8,68		5,02	5,64

3.2. Pomiar charakterystyki przejściowej.

UDS	UGS	ID	UDS	UGS	ID	UDS	UGS	ID	UDS	UGS	ID
V	V	mA	V	V	mA	V	V	mA	V	V	mA
	0,00	0,00		0,00	3,12		0,00	11,96		0,00	15,8
	-0,50	0,00		-0,50	2,82		-0,05	10,64		-0,51	13,8
	-1,00	0,00		-0,98	2,58		-1,01	9,36		-1,00	12,0
	-1,50	0,00		-1,49	2,32		-1,50	8,28		-1,50	10,3
0	-2,00	0,00	0,5	-2,00	2,08	2,5	-2,00	7,16	6	-2,00	8,72
	-2,50	0,00		-2,51	1,82		-2,51	6,04		-2,50	7,16
	-3,00	0,00		-3,00	1,58		-3,02	4,90		-3,00	5,72
	-3,50	0,00		-3,50	1,34		-3,51	3,82		-3,51	4,32
	-4,00	0,00		-4,00	1,08		-4,02	2,76		-4,08	2,92
	-4,45	0,00		-4,45	0,84		-4,45	1,88		-4,45	2,08

3.3.Pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora polowego pracującego jako rezystor sterowany napięciem.

UGS	UDS	ID	UGS	UDS	ID	UGS	UDS	ID
V	V	mA	V	V	mA	V	V	mA
	-0,70	-4,82		-0,70	-3,24		-0,70	-2,62
	-0,60	-4,16		-0,60	-2,78		-0,60	-2,26
	-0,50	-3,44		-0,50	-2,32		-0,50	-1,88
	-0,40	-2,64		-0,40	-1,84		-0,40	-1,44
	-0,30	-2,04		-0,30	-1,34		-0,30	-1,08
	-0,20	-1,36		-0,20	-0,92		-0,20	-0,72
	-0,10	-0,68		-0,10	-0,46		-0,10	-0,38
0	-0,05	-0,36	2	-0,05	-0,22	3	-0,05	-0,18
	0,00	0,00		0,00	0,00		0,00	0,00
	0,05	0,34		0,05	0,22		0,05	0,18
	0,10	0,68		0,10	0,44		0,10	0,36
	0,20	1,28		0,20	0,80		0,20	0,68
	0,30	1,92		0,30	1,28		0,30	1,02
	0,40	2,54		0,40	1,66		0,40	1,30
	0,50	3,14		0,50	2,08		0,50	1,60
	0,60	3,68		0,60	2,48		0,60	1,86
	0,70	4,28		0,70	2,82		0,70	2,16

3.4. Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora polowego pracującego w układzie z polaryzacją wstępną.

Ui	UDS	ID	Ui	UDS	ID	Ui	UDS	ID	Ui	UDS	ID
V	V	mA	V	V	mA	V	V	mA	V	V	mA
	0,00	0,00		0,00	0,00		0,00	0,00		0,00	0,00
	0,30	1,94		0,31	1,76		0,31	1,58		0,31	1,42
	0,60	3,86		0,60	3,50		0,62	3,20		0,60	2,86
	1,01	6,38		1,02	5,88		1,00	5,18		1,03	4,82
	1,30	8,32		1,31	7,44		1,30	6,62		1,31	6,20
	1,61	10,00		1,61	9,24		1,61	8,08		1,62	7,44
	2,01	11,80		2,00	11,32		2,03	10,24		2,01	9,36
0	2,30	12,92	-1	2,31	12,72	-2	2,33	11,44	-3	2,30	10,68
	2,61	13,88		2,62	13,88		2,61	12,64		2,61	11,76
	3,02	15,2		3,00	15,04		3,01	14,36		3,01	13,36
	3,31	15,8		3,30	15,8		3,34	15,6		3,31	14,36
	3,60	16,5		3,66	16,7		3,65	16,4		3,60	15,7
	4,04	17,3		4,02	17,2		4,00	17,0		3,95	16,8
	4,52	17,8		4,52	17,8		4,50	17,7		4,54	17,7
	4,76	18,0		4,64	18,0		4,79	18,0		4,70	18,0

4. Charakterystyki tranzystora J-FET.

4.1. Charakterystyka wyjściowa.

4.2.Charakterystyka przejściowa.

4.3. Charakterystyka tranzystora polowego J-FET pracującego z polaryzacją wstępną.

5. Obliczenia.

5.1. Wyznaczenie parametrów mało-sygnałowych tranzystora polowego J-FET .

5.1.1. Punkt pracy na charakterystyce wyjściowej .

U_GS = 2V , U_DS = 5,02V , I_D = 8,68mA

, UGS = const .

dla U_GS = 2V

5.1.2.Punkt pracy na charakterystyce przejściowej .

U_GS = 2V , U_DS = 6V , I_D = 8,72mA

, U_DS = const .

U_DS = 6V

5.2. Obliczenia do charakterystyk rezystancyjnych.

5.2.1. r_DS= f ( UGS ) U_GS = const .

dla U_GS = 0V

dla U_GS = 2V

r_DS=217,4Ω

dla U_GS = 3V

r_DS=277,7Ω

5.2.2. r = f( U_WE ) U_WE = const

U_i =0V

U_i= -1V

r=166,7Ω

U_i= -2V

r=191,4Ω

U_i= -3V

r=201,4Ω

7. Wnioski.

Tranzystor polowy J-FET może pracować spełniając dwie różne funkcje: jako wzmacniacz małosygnałowy lub jako rezystor o sterowanej napięciem rezystancji. Sposób wykorzystania tego tranzystora wymusza wybór odpowiedniego punktu pracy.

Aby tranzystor mógł pracować jako wzmacniacz jego punkt pracy musi się znajdować w zakresie nasycenia. Wtedy to tranzystor pracuje jak źródło prądu sterowane napięciem, prąd drenu I_D można wyliczyć ze wzoru: . Gdzie I_DSS jest to prąd nasycenia tranzystora przy U_GS=0V , a U_P jest to napięcie saturacji także przy zerowej polaryzacji bramki. W przypadku badanego tranzystora w przybliżeniu parametry te wynoszą: I_DSS≈16,2mA, U_P≈3,50V.

Chcąc wykorzystać tranzystor J-FET w roli rezystora sterowanego napięciem należy wykorzystać jego zakres omowy. Nakłada to pewne ograniczenia napięciowe w układzie wykorzystującym tranzystor w roli rezystora, napięcie nie może wyjść poza przedział (-0,7;0,7)V. Alternatywnym rozwiązaniem jest wykorzystanie układu z polaryzacją wstępną, daje to kilkakrotne zwiększenie zakresu pracy rezystora co jest widoczne na zdjętej charakterystyce. Z wykresów rezystancji w funkcji napięcia sterującego wynika, że zależność ta nie jest liniowa w przypadku tranzystora pracującego jako rezystor sterowany napięciem, natomiast zaś liniowa dla tranzystora pracującego w układzie z polaryzacją wstępną.

---