
элтех вся хуйня / Новая папка / MOS_LAB11
.docxМинистерство образования Российской Федерации
НИУ ВШЭ Московский государственный институт электроники и математики
Кафедра электроники и электротехники
Лабораторная работа.
«Изучение статических вольт-амперных характеристик МПД транзистора и определение параметров его модели для схемотехнических расчетов.»
Выполнила :
Шумшурова Н.
Проверил:
Козынко П.А.
Москва 2013
1. ЦЕЛИ РАБОТЫ:
Целями лабораторной работы являются:
-
Изучение статических вольт-амперных характеристик МДП транзистора;
-
Изучение способов и определение параметров его модели для схемотехнических расчетов
-
Приобретение навыков работы с полупроводниковыми приборами;
-
Приобретение навыков расчета схем с помощью программы схемотехнического анализа РSPICE.
Определение основных параметров модели
Определение порогового напряжения "Vto".
Снимаются входные вольт-амперные характеристики транзистора IC=f(VЗИ) при напряжении на стоке ‑0.5 Вольт (рис. 4).
На зависимости IC=f(VЗИ) найти такое напряжение, при котором появляется ток порядка ‑10 мкА. Это напряжение будет являться пороговым.
Определение параметра, характеризующего крутизну транзистора "kp".
Дифференцируем уравнение (1) по напряжению VЗИ:
. (13)
Принимаем отношение W/L равным 10. На кривой IC=f(VЗИ) выбираем две точки. Получаем VЗИ и IC. По этим точкам и выражению (13) находим "kp".
Определение параметра, характеризующего модуляцию длины канала транзистора "lambda".
Для определение параметра "lambda" по выходным характеристикам, снятым по схеме рис. 5, дифференцируем выражение (11) по напряжению VСИ:
. (14)
На кривой IС=f(VСИ) (соответствующей наибольшему по модулю VЗИ) выбираем две точки. По выражению (14) определяем параметр "lambda".
4. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ.
1. Снятие входных вольт-амперные характеристики транзистора IC=f(VЗИ) при напряжении на стоке ‑0.5 Вольт.
Таблица:
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
VЗИ, В |
-0,36 |
-3,33 |
-3,19 |
-2,67 |
-0,4 |
IС, мкА |
0,1 |
137 |
99 |
9 |
0,2 |
№ п/п |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
VЗИ, В |
-1,17 |
-1,6 |
-1,97 |
-2,24 |
-2,58 |
IС, мкА |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
4,6 |
№ п/п |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
VЗИ, В |
-2,83 |
-2,99 |
-3,16 |
-3,39 |
-3,59 |
IС, мкА |
27,7 |
54,5 |
88,7 |
150 |
210 |
Рис. 4 Снятие входных вольт-амперных характеристик транзистора.
Построить зависимости IC=f(VЗИ)
Рис. 5 Определение порогового напряжения Vto и крутизны kp.
Определить пороговое напряжения транзистора "Vto" и крутизну "kp"
dVзи=-0.56 Vcи=-0.5 W/L=10 dIси=125мкА Vto=-2.24
Kp=32.643*10-7
2. Снятие выходных вольт-амперных характеристик транзистора IС=f(VСИ) при напряжении на затворе ‑3 Вольта. Снимается зависимости IС от напряжения VСИ.
Рис. 6 Снятие выходных вольт-амперных характеристик транзистора.
Таблица:
Vзи= -3 В
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
VСИ, мВ |
-6,5 |
-9,4 |
-2,2 |
-3,5 |
-81,9 |
-105 |
-137,5 |
IС,мкА |
1,2 |
1,8 |
0,3 |
0,9 |
19,5 |
24,7 |
30,2 |
№ п/п |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
VСИ, В |
-0,36 |
-1,54 |
-3,36 |
-0,00636 |
-0,0285 |
-0,0575 |
-0,0717 |
IС, мкА |
49 |
231 |
470 |
1,4 |
7,1 |
14,4 |
17,4 |
Vзи= -4 В
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
VСИ, мВ |
-3,7 |
-17,4 |
-35,2 |
-60,9 |
-101,5 |
-111,5 |
-142,1 |
IС, мкА |
2,3 |
14,9 |
29,2 |
50,4 |
82,8 |
90,5 |
113,5 |
№ п/п |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
VСИ, мВ |
-166,9 |
-179,9 |
-200 |
-300 |
-360 |
-400 |
-500 |
IС, мкА |
132 |
141 |
147 |
200 |
250 |
280 |
330 |
Vзи= -5 В
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
VСИ, мВ |
-0,8 |
-5,3 |
-19 |
-30,4 |
-41,5 |
-63 |
-95 |
IС, мкА |
0 |
5,8 |
23,4 |
37,9 |
51,8 |
78,9 |
117,7 |
№ п/п |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
VСИ, В |
-0,14 |
-0,18 |
-0,23 |
-0,3 |
-0,4 |
-0,5 |
-0,85 |
IС, мА |
0,17 |
0,21 |
0,28 |
0,37 |
0,47 |
0,55 |
0,82 |
По выражению (14) определить параметр "lambda".
Lambda=15.1
Kp=44. 43*10-7
Spice
Входные
R2 N002 N001 1
M1 N001 N003 0 0 kt315
V1 N003 0 -3
V2 N002 0 -0.5
.model PMOS PMOS
.lib C:\PROGRA~1\LTC\LTSPIC~1\lib\cmp\standard.mos
.dc V1 -3.59 0 0.1
.model kt315 PMOS( LEVEL=1 VTO=-2.24 kp=0.0032E-3 lambda=15.1 W=10u L=1u)
.backanno
.end
Выходные
R2 N002 N001 1
M1 N001 N003 N004 N004 kt315
V1 N003 0 -3
V2 N002 0 -3
R1 N004 0 1
.model NMOS NMOS
.model PMOS PMOS
.lib C:\PROGRA~1\LTC\LTSPIC~1\lib\cmp\standard.mos
.dc V2 -3.5 0 0.1 V1 -3 -5 -1
.model kt315 PMOS( LEVEL=1 VTO=-2.24 kp=0.0032E-3 lambda=15.1 W=10u L=1u)
.backanno
.end
Vзи=-3В
Vзи=-4В
Vзи=-5В