P1030356

292 M. Po łowczy k. E.KIugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

292 M. Po łowczy k. E.KIugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Rys. 5

6.32.    Obliczyć prąd drenu tranzystora MOSFET pracującego w układzie przedstawionym na rys. 5 przyjmując: E= 8,5 V,

R,= 2 kS2, R₂= 100 k£, Up= 1 V, B = 0,5 mA/V².

6.33.    Z pomiarów tranzystorów potowych otrzymano:

-    dla tranzystora A:

a)    I_D=1 mA przy U_GS= 2,5 V i U_DS = 10 V,

b)    I_D=10 mA przy U_GS= 5 V i U_DS = 10 V,

-    dla tranzystora B:

a)    Id = 1 mA przy U_GS = -IV i U_DS = 10 V,

b)    I_D = 10 mA przy U_Gs = 1,5 V i U_Gs = 10 V-Określić typ tranzystora i wyznaczyć wartość napięcia progowego oraz współczynnika B dla obu tranzystorów.

6.34.    Tranzystor połowy złączowy BF245 posiada następujące parametry charakterystyczne: I_D = 4 mA przy U_GS = 0 i U_DS = 10 V, g_ko = 2 inS ( g_ko-konduktancja kanału, g_ko = dI_D/dU_DS przy U_GS = 0 i U_DS >=* 0). Znaleźć napięcie progowe oraz współczynnik B dla tego tranzystora.

6.35.    Określić temperaturę kanału tranzystora potowego BF245, gdy I_D= 10 mA, U_DS= 10 V, temperatura otoczenia T_a= 25°C, uwzględniając następujące parametry katalogowe tego tranzystora: P_adm= 360 inW przy T_a= 25°C, T_jmax=150^oC.

6.36.    Obliczyć transkonduktancję g_m złączowego tranzystora potowego w następujących punktach pracy: a) I_D= 10 mA, U_GS = 0, U_DS = 5 V, b)

Iq= 6,4 mA, 0, Upj= 2 V, c) Ip⁼ 10 mA, U_G<j= 0, Upj= 15 V.

6.37.    Tranzystor połowy złączowy posiada prąd drenu I_D=10 mA przy U_DS= 5 V oraz Ugs= 0. Stwierdzono, żc zmiana napięcia U_DS od zera do -5V przy U_DS= 5V powoduje zmniejszenie prądu drenu do wartości pomijalnie małej.

a)    Wyznaczyć i naszkicować przebieg charakterystyk statycznych tranzystora:

1)    I_D(Ugs) prcy ^uds = 2V, 5 V i 15 V oraz -5V < U_GS < 0,

2) i_D(u_Ds)prcyU_GS=o, -1,5V i -3V.

b)    Określić typ przewodnictwa kanału tranzystora i umotywować odpowiedź.

Rozwiązania zadań 6

6.1.    Tranzystor jest typu npn, ponieważ w układzie WE przy potencjale V_E <V_B<V_C, U_Bp= V_B-V_E > 0 oraz

U_CE=Vc-V_e>0.

Jak wynika z rys. 6,

^UBB ⁼ "^UBE ⁼ ‘°'^{6 V}» ^UCB^{= U}CE" ^UBE= ⁴»^{4 V}-

6.2.    W układzie WE (rys. 7) Uyy_E= U_BE= -U_EB= -0,6 V, ^UWY^{= U}CE^{= U}BE ^{+ U}CB ^{= _5}»^{6 V}*

\3c*

^JCE

Rys. 6

W układzie WC (rys. 8) U_WE= U_BC= -U_CB= 5V, ^WY⁼ U_Ec⁼ ^BC⁺^EB⁼ 5,6 V.

6.3.    Tranzystor typu npn pracuje w układzie wspólnego kolektora (rys. 9), gdzie ^VE^<VB^<VC > ^bo:UWE ^=UBC ^{= V}B"^VC = ‘^5V»

Rys. 8 \3^

Rys. 7

	)■‘
|^UBC
0-	-O

U_P

Rys. 9

U wy = Uec ^{= v}e " Vc f. "5,7 V,

^UEB = ^UEC " ^BC ⁼ ^WY • U WE ⁼ '°»⁷ •

6.4.    Dla obszaru aktywnego normalnego pracy tranzystora, z wzorów (6.9), otrzymamy: I_CE0 = 0;4 pA, p= 99,9; a = 0,99.

6.5.    Na podstawie danych a) mamy I_CE0 ⁼ -Iei ⁼ '0>4 pA. Natomiast na podstawie wzoru (6.36), który przy -U_BC » V_T przyjmuje postać I^= I_CB0 - a_NI_E, przy

I ^rCB0 l«l^Icl otrzymamy ct_N - -I_c / I_E.

Stąd: a_N “ 'Ic2^Ie2 “ 0,99, gdzie Ię, *-I^ -=-7921 pA, P_N - ~ ~ -99,

¹ “^aN

patrz wzór (6.11). Wartość I_CB0 obliczamy korzystając z wzoru (6.10), skąd ^CBO ⁼ ( 1 ' ^aN ) ^CEO "* "4nA.

6.6.    AU_be = k-njp • AT = (-2mV/°C) • 50°C ± - 0,1 V.

Rys 10

6.7.    Zmieniając za pomocą rezystora regulowanego (rys. 10) prąd I_B, uzyskujemy zmiany napięcia Ugg zgodnie ze wzorem: Ugg — V_T • In (I_B / Igg ), gdzie Ig5 - prąd nasycenia bazy.

Dla I_B’ = 2I_b otrzymamy U^’ =    + V_T ln2.

Stąd AU_be = U_BE* - U_BE = V_T In2 = 17,9 mV.

6.8.    W tranzystorze jest wydzielana moc P_l0, - U_CE • I_c:

1)    P_tol|=50mW - przy napięciu U_CE1=5V,

2)    P_tot2=150mW - przy napięciu U_CE2=15V.

W związku z tym obszar roboczy tranzystora ma temperaturę T = T, + P,_ol • R^, gdzie R,_h = ( T_jm„ - T* ) / P_aj_ll = 0,5°C/mW.

Zatem: a) T,=75°C, b) T₂=125°C. Stąd porost temperatury AT = T₂ - T, = 50°C oraz odpowiadający temu przyrost napięcia AU_BE = kj^F' AT = - 0,1 V.

6.9.    Na podstawie modelu stałoprądowego Ebcrsa-Molla:

- dla układu z rys. lla otrzymamy: ^aN * ^dE ⁼ S^dzic *dĘ ⁼ M ⁺ Jgl ^{= mA}-