ТТЭл ЭПУ / Labs / ТТЭ_4

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МВЭ

отчет

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Твердотельная электроника»

Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ»

Студенты гр. 300		Darkholm Van
Преподаватель		Тупицын А. Д.

Санкт-Петербург

2024

Цель работы: ознакомление с устройством и назначением полевых транзисторов с изолированным затвором, экспериментальное исследование их характеристик и параметров в статическом и динамическом режимах работы.

Параметры объекта исследований

Транзистор КП301Б

Структура: с изолированным затвором, с индуцированным p-каналом

Максимальная рассеиваемая мощность сток-исток: 200 мВт

Максимально допустимая рабочая частота: 100 МГц

Максимально допустимое напряжение сток-исток: 20 В

Максимально допустимое напряжение затвор-исток: 30 В

Пороговое напряжение: 2.7…5.4 В

Активная составляющая выходной проводимости: ˂150 мкСм

Ток утечки затвора: ˂0.3 нА

Крутизна передаточной характеристики: 1…2.6 мА/В

Начальный ток стока: ˂0.5 мкА

Максимально допустимая температура окружающей среды: -45 … +70℃.

Схема измерительной установки

Рисунок 1 – Схема для проведения исследований полевого транзистора с изолированным затвором

1. Измерения статических выходных вольт-амперных характеристик

Результаты измерения статических характеристик представлен в таблицах 1, 2, 3. Семейство выходных характеристик представлено на рисунке 1.

Таблица 1 – Экспериментальные выходные характеристики при

, В	0	-0.5	-1	-1.5	-2	-3	-5	-8	-10
, мА	0	-0.9	-1.6	-2	-2.4	-3	-3.3	-3.7	-3.9

Таблица 2 – Экспериментальные выходные характеристики при

, В	0	-0.5	-1	-1.5	-2	-3	-5	-8	-10
, мА	0	-0.9	-2	-3	-3.8	-4.8	-6.4	-6.8	-7.2

Таблица 3 – Экспериментальные выходные характеристики при

, В	0	-0.5	-1	-1.5	-2	-3	-5	-8	-10
, мА	0	-1.2	-2.5	-3.6	-4.8	-6.8	-8.9	-10.8	-11.2

Рисунок 1 – Семейство выходных вольт-амперных характеристик

2. Измерение зависимости стокового тока от напряжения на подложке

Результаты измерения зависимостей представлены в таблице 4. График зависимости представлен на рисунке 2.

Таблица 4 – Экспериментальные зависимости тока стока от напряжения на подложке

, В	0	3	6	9	12	15
, мА	-9.2	-7.9	-6.8	-6	-5.6	-5.2

Рисунок 2 – Зависимость

3. Измерение передаточных характеристик

Результаты измерения зависимостей представлены в таблице 5. График зависимости представлен на рисунке 3.

Таблица 5 – Экспериментальные зависимости тока стока от входного напряжения

, В	-8	-6	-4	-2
, мА	-9.2	-6.4	-3.6	-1.2

Рисунок 3 – Зависимость

4. Измерение зависимости порогового напряжения от напряжения на подложке

Результаты измерения зависимостей представлены в таблице 6. График зависимости представлен на рисунке 5.

Таблица 6 – Экспериментальные зависимости передаточных характеристик от напряжения на подложке

, В		-2	-4	-6
, мА	В	-0.9	-3.6	-
, мА	В	-0.1	-1.8	-
, мА	В	-	-1.1	-3.7
, мА	В	-	-0.6	-3
, мА	В	-	-0.4	-2.6
, мА	В	-	-0.2	-2.2

Определение пороговых напряжений при разных напряжениях на подложке путем аппроксимации передаточных характеристик представлено на рисунке 4. Зависимость порогового напряжения от напряжения на подложке представлена в таблице 7.

Рисунок 4 – Передаточные характеристики при разных напряжениях на подложке

Таблица 7 – Зависимость порогового напряжения от напряжения на подложке

	0	3	6	9	12	15
	-1.39	-1.82	-3.19	-3.5	-3.63	-3.78

Рисунок 5 – Зависимость порогового напряжения от напряжения на подложке

5. Расчет крутизны характеристик и внутреннего сопротивления

Крутизна по затвору определяется по передаточной характеристике как

(1)

Крутизна по определяется определяется по зависимости стокового тока от напряжения на подложке

(2)

Внутреннее сопротивление определяется для участков насыщения выходных характеристик как

(3)

Вывод

В результате исследования характеристик полевого транзистора, были рассчитаны такие параметры как крутизна затворной характеристики, значение которой соответствует значению из технических характеристик транзистора 1…2.6 мА/В, а также крутизна по подложке и внутреннее сопротивление транзистора.

По зависимости порогового напряжения от напряжения на подложке можно сказать, что при увеличении напряжения на подложке пороговое напряжение также увеличивается, зависимость нелинейная, то есть пороговое напряжение растет медленнее, чем на подложке.