5.9. Лабораторная работа ″Исследование статических характеристик полевого транзистора″

Цель работы: исследование принципа работы и статических характеристик полевого транзистора.

Приборы и принадлежности: схема, включающая в себя полевые транзисторы различного типа; измерительные приборы.

1. Общие сведения

В работе исследуются схема ОИ на основе полевого транзистора КП302А (Рис. 5.6). Внешний вид конкретной исследуемой схемы (мнемосхема) представлен на панели исследуемой установки ЭС 4А (ряд переключателей на стенде в работе не используются).

Транзистор КП302А – кремниевый планарный полевой транзистор типа ПТУП с n-каналом и диффузионным затвором, т.е. с управляющим p-n-переходом (рис. 5.6, а).

а) б)

Рис. 5.6. Стенд ЭС-4А со схемой ОБ (а) и вид транзистора КТ808А

Наиболее важные статические параметры транзистора приведены в таблице 1. С дополнительными сведениями о статических параметрах и характеристиках транзистора следует ознакомиться в справочниках.

Таблица 1

Параметр	Значение
Максимальный ток стока	24 мА
Ток утечки затвора	0,01 мкА
Обратный ток перехода затвор-сток	1 мкА
Крутизна при Uси = 7 В, Uзи =0 В	12,5 мА/В
Напряжение отсечки	5 В
Сопротивление сток-исток	150 Ом
Максимальное напряжение сток-исток	20 В
Максимальное напряжение затвор-исток	10 В
Мощность рассеяния по постоянному току	300 мВт

Стоковая характеристика транзистора КП302А в схеме ОИ приведена на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Стоковая ВАХ транзистора КП302А в схеме ОИ

Стоко-затворную характеристику транзистора рекомендуется нарисовать самостоятельно с учетом данных, приведенных на рис. 5.7.

2. Подготовка к работе

Общие сведения изложены в пособии [2], рекомендованной литературе.

Используя рекомендованные материалы:

– изучите теоретические материалы, представленные в литературе [2];

– выполните необходимые задания контрольной работы;

– зарисуйте планарную структуру исследуемого полевого транзистора (рис. 5.1);

– зарисуйте схему включения транзистора и испытаний (рис. 5.6); определите, какие потенциалы необходимо подавать на затвор и сток, для нормальной работы транзистора;

– используя справочники, опишите маркировку; форму прибора; параметры реального транзистора;

– используя справочники, зарисуйте реальные стоковую и стоко-затворную характеристики исследуемого транзистора (рис. 5.7);

– подготовьте таблицы.

3. Измерения и обработка результатов

3.1. Ознакомитесь со стендом. По разрешению преподавателя включите установку.

3.2. Исследование стоковой (выходной) характеристики

3.2.1. Установите значение напряжения U_зи на затворе, первоначально равным нулю. Изменяя напряжение U_си между стоком и истоком (не менее 8–10 точек) снимите стоковую (выходную) I_c(U_си)|_Uзи=const характеристику (табл. 2).

Таблица 2

Uз	Uc	Iи	Iс	Iснас	Uси нас	Iз	Rси	Rзи
Uз = ? В	0	?	?	?	?	?	?	?
	…	?	?			?	?	?
	…	?	?			?	?	?

3.2.2. Установите значение напряжения |U_зи| между затвором и истоком, равное 0,4…0,7 В. Изменяя напряжение U_си между стоком и истоком (не менее 8–10 точек) снимите стоковую (выходную) I_c(U_си)|_Uзи=const характеристику (табл. 2)..

3.2.3. Установите значение напряжения |U_зи| между затвором и истоком, равное 0,8…1,5 В. Изменяя напряжение U_си между стоком и истоком (не менее 8–10 точек) снимите стоковую (выходную) I_c(U_си)|_Uзи=const характеристику (табл. 2).

3.2.4. Постройте и объясните серию стоковых (выходных) характеристик I_c(U_си)|_Uзи=const (на одном графике).

3.2.5. Постройте и объясните зависимость R_си(U_си) при U_зи = 0.

3.2.6. На построенной стоковой характеристике отметьте геометрическое место точек (кривую) значений токов насыщения I_нас(U_нас), аналогично рис. 5.3, 5.7.

3.3. Исследование стокозатворных характеристик I_c(U_зи)|_Ucи=const.

3.3.1. Установите значение напряжения U_си первоначально равным 7 В. Изменяя напряжение |U_зи| между затвором и истоком (не менее 8–10 точек) от нуля вплоть до напряжения U_отс отсечки, снимите стокозатворную I_c(U_зи)|_Uси=const характеристику (табл. 3).

Таблица 3

Uси	Uз	Iи	Iс	Iз	Rси	Rзи	Uотс
Uси = ? В	0	?	?	?	?	?	Uотс = ? В
	?	?	?	?	?	?
	?	?	?	?	?	?

3.3.2. Установите значение напряжения U_си первоначально равным 8-15 В. Изменяя напряжение |U_зи| между затвором и истоком (не менее 8–10 точек) от нуля вплоть до напряжения U_отс отсечки, снимите стокозатворную I_c(U_зи)|_Uси=const характеристику (табл. 3).

3.3.3. Установите значение напряжения U_си первоначально равным 15-20 В. Изменяя напряжение |U_зи| между затвором и истоком (не менее 8–10 точек) от нуля вплоть до напряжения U_отс отсечки, снимите стокозатворную I_c(U_зи)|_Uси=const характеристику (табл. 3).

3.3.4. Постройте и объясните серию стоко-затворных характеристик I_c(U_си)|_Uзи=const (на одном графике в соответствующем квадранте).

3.2.5. Постройте и объясните зависимость R_си(U_зи) при U_си = 7 В.

3.2.6. По стокозатворной характеристике определить крутизну характеристики полевого транзистора S = dI_cи/dU_{зи |Uси = 7В; Uзи = 0}. Полученное значение сравнить с данными таблицы 1.

3.2.7. Выключите установку.