
- •Исследование характеристик и параметров полевых транзисторов с управляющим p-n переходом
- •1. Цель работы
- •2. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •2.1. Устройство и принцип действия полевого транзистора с управляющим p-n переходом
- •2.2 Выходные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом
- •2.3. Сток-затворные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом
- •2.4. Влияние температуры на сток-затворную характеристику полевого транзистора с управляющим p-n переходом
- •2.5. Параметры полевых транзисторов с управляющим p-n переходом
- •2.6. Эквивалентные схемы полевого транзистора с управляющим p-n переходом
- •3. Схема для экспериментальных исследований полевых транзисторов с управляющим p-n переходом
- •4. Лабораторное задание
- •4.1. Вариант № 1
- •4.2. Вариант № 2
- •5. Обработка результатов измерения
- •6. Содержание отчета
- •7. Вопросы для подготовки
- •8. Список использованных источников
- •Полевые транзисторы с затвором на основе р-n перехода и каналом n-типа (маломощные)
- •Полевые транзисторы с затвором на основе р-n перехода и каналом n-типа (маломощные)
2.3. Сток-затворные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом
Подсток-затворной
характеристикой
полевого транзистора понимается
зависимость тока стока от напряжения
затвор-исток при постоянном значении
напряжения сток-исток:
IС = f (UЗИ)
UСИ = const (8)
Н
Рис.
5. Сток-затворные характеристики полевоготранзистора
с управляющим p-n
переходом
и каналом р-типа
При UЗИ = 0 через полевой транзистор протекает максимальный ток, сечение канала в этом случае максимальное, а сопротивление канала наименьшее. При увеличении напряжения затвор-исток управляющий p-n переход расширяется в область слаболегированного полупроводника p-типа (lОБР увеличивается) и сечение канала уменьшается, что приводит к росту сопротивления канала rK = lK /( SK ) и уменьшению тока стока.
При напряжении на затворе равном напряжению отсечки, сечение канала становится приблизительно нулевым, транзистор запирается, а ток стока стремится к нулю (рис. 5(1)).
При подаче на сток напряжения UСИ2 = -15 В ток стока изменится незначительно, так как это напряжение соответствует рабочему режиму полевого транзистора, поэтому сток-затворная характеристика в этом случае (зависимость 2 рис. 5) пойдет несколько выше, чем зависимость 1 при напряжении UСИ1 = -10 В. Отсюда следует, что при разных напряжениях сток-исток в рабочем режиме сток-затворные характеристики полевого транзистора идут очень близко друг к другу, а напряжение отсечки практически не изменяется. С учетом этого факта в справочниках приводится сток-затворная характеристика полевого транзистора с управляющим p-n переходом при одном напряжении сток-исток.
2.4. Влияние температуры на сток-затворную характеристику полевого транзистора с управляющим p-n переходом
При изменении температуры окружающей среды на ход сток-затворной характеристики полевого транзистора влияют два фактора:
1) с ростом температуры уменьшается подвижность носителей заряда в канале, которая определяется соотношением - = АТ-3/2;
2) с увеличением температуры уменьшается контактная разность потенциалов К, а, следовательно, и lОБР .
С
Рис. 6. Сток-затворные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом при различных температурах окружающей среды: 1 - T1 = +20С, 2 - T2 = +70C
На участке AB зависимости 1 рис. 6 при повышении температуры преобладает первый фактор. При увеличении температуры уменьшается подвижность носителей заряда, это приводит к уменьшению электропроводности канала, следовательно, к росту сопротивления канала и снижению значения тока стока, что и нашло отражение в зависимости 2 рис. 6 на участке AB. На участке AC сток-затворной характеристики полевого транзистора при повышении температуры окружающей среды преобладающим является второй фактор. При этом повышение температуры ведет к снижению высоты потенциального барьера управляющего p-n перехода, к уменьшению его ширины, а следовательно, к увеличению сечения канала, росту тока стока и напряжения отсечки. Для T2 (зависимость 2 рис. 6) напряжение отсечки равно U'ЗОТС .
Участок AC сток-затворной характеристики полевого транзистора получил наименование термостабильной области. В точке A сток-затворной характеристики оба фактора влияния температуры компенсируют друг друга и точка A называется термостабильной точкой.
Таким образом, в зависимости от режима работы полевого транзистора результирующий температурный коэффициент напряжения может быть положительным, отрицательным и даже нулевым. От напряжения отсечки до точки A (рис. 6) сток-затворная характеристика с увеличением температуры идет выше первоначальной или сливается с ней, а левее точки A - идет ниже, то есть из-за увеличения rK (2) ток стока IC уменьшается. Для маломощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом термостабильная область (точка) лежит в интервале небольших токов стока: IC = (50500) мкА.