Изучение параметров полевых транзисторов

Изучение параметров полевых транзисторов

Отчёт по лабораторной работе

Изучение параметров полевых транзисторов

Подготовили: Жаренков А.

Шестаков И.

Иванов В

Целью данной работы является исследование ВАХ полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа при различных режимах работы, а также ознакомление с методом измерения основных параметров полевого транзистора.

Полевым называют транзисторы, работа которых основана на управлении размерами токопроводящей области (канала) посредством изменения напряженности поперечно-приложенного электрического поля. Проводимость канала в таких приборах определяется основными носителями.

Контакт, от которого движутся основные носители, называется истоком, а тот к которому движутся - стоком. Затвор электрически изолирован от канала областью объёмного заряда перехода. В зависимости от способа изоляции различают:

Транзисторы с управляющим переходом;

Транзисторы с изолированным затвором (МОП, МПД);

Транзисторы с индуцированным каналом;

Транзисторы с барьером Шоттки.

Основные характеристики полевого транзистора:

. Выходные характеристики полевого транзистора.

. Входные характеристики полевого транзистора.

Входные характеристики определяются свойствами перехода затвора, при обратном напряжении затвора. Ток затвора - это ток закрытого перехода.

 определяется тепловым током, током термогенерации, токами утечки обратно-смещенного перехода.

Однако в отличии от полупроводникового диода на ток  здесь влияет ионизация носителей заряда в перекрытой части канала, этот процесс обуславливает зависимость тока затвора от тока и напряжения стока. Полевые транзисторы с переходом и каналом  типа как по полярности источников питания, так и по электрическим характеристикам идентичны электровакуумным триодам.

Практическая часть

полевой транзистор канал напряжение насыщение

В нашей работе при помощи электроизмерительного прибора Л2-31 изучались параметры полевого транзистора с управляющим переходом.

Задание №1

Первым этапом было снятие входных характеристик , определяющихся свойствами перехода затвора. Экспериментальные данные представлены в таблице 1 и на рисунке 1. Параметром семейства было напряжение ,. Использовав метод наименьших квадратов, мы нашли ток и сопротивление утечки при :,R_ут = (2.34 ±0.1)ГОм; I₃₀ = (1.6±0.2)*10^-9 А

Таблица 1

Задание №2

Второе задание заключалось в построении выходных характеристик транзистора . Зависимости были получены при двух различных напряжениях затвора. Полученные результаты представлены в таблице 2 и на рисунке 2.

Погрешности значений определяются приборной погрешностью и по абсолютному значению равны:  и . По выходной характеристике при отсутствии напряжения на затворе () можно определить минимальное сопротивление канала . Оно равно дифференциальному сопротивлению этой зависимости в начале координат (рис. 2). Используя метод сплайн-функций, мы численно подсчитали производную  и получили:R_k0 = 53 КОм. Напряжение насыщения для данной кривой .

Крутизна вычисляется как производная зависимость , и при U_з = 10В равна

S = (1.4 ± 0.1) 10^-4 А/В.

Таблица 2

Рис 2 зависимость

Таблица 3

Задание №3

Определение матрицы y-параметров из семейства характеристик транзистора.

у₁₁ определили по входной характеристике при Uси = 0В: у₁₁ = 0.64

у₂₂ определили по выходной характеристике при Uзи = 0В:у₂₂ = 4.89

у₂₁ представляет собой крутизну транзистора, взятую с обратным знаком: у₂₁ = - 1.4*10^-4

Для определения у₁₂ по входным характеристикам была построена зависимость Iз(Uси) (рис. 4). Затем методом наименьших квадратов был рассчитан искомый параметр: у₁₂ = 0.61

Вывод

В результате нашей работы мы построили семейства входных и выходных характеристик полевого транзистора. По ним мы определили основные параметры транзистора: напряжение отсечки U_отс = -(4.1 ± 0.2)В., напряжение насыщения, минимальное сопротивление канала R_k0 = 52.6 КОм, ток утечки I₃₀ = (1.6±0.2)*10^-9 А. сопротивление утечки. R_ут = (2.34±0.1)ГОм, крутизну S = (1.4 ± 0.1) 10^-4 А/В.

Литература

1. Степаненко И.П. Осовы теории транзисторов и интегральных схем. Изд. "Энергия", М., 1972 г.