МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра МИТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 5

по дисциплине «ОЭиРМ»

ТЕМА: «ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА С УПРАВЛЯЮЩИМ ПЕРЕХОДОМ»

Студенты гр. фыв		фыв фыв
Преподаватель доцент кафедры МИТ		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Цель работы:

Исследование характеристик полевого транзистора.

Краткие теоретические сведения:

Полевой транзистор (ПТ) – это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей, проте кающих через проводящий канал, управляемый электрическим полем. Управление потоком основных носителей зарядов в канале осуществляется с помощью выпрямляющего электрического перехода, смещенного в обратном направлении. ПТ с управляющим переходом имеет два омических перехода в области полупроводника, по которой проходит управляемый и регулируемый поток основных носителей заряда и один или два управляющих p–n перехода, смещенных в обратном направлении. Область в полупроводнике, в которой регулируется поток основных носителей заряда, называют проводя щим каналом. Электрод ПТ, через который в проводящий канал входят носи тели заряда, называется истоком (И, Sourse, S) и обозначается точкой на эк вивалентной схеме в среде MicroCap. Электрод ПТ, через который из канала выходят носители заряда, называется стоком (С, Drain, D). Электрод ПТ, на который подают сигнал – затвор (З, Gate, G).

Исследование полевого транзистора с управляющим p-n переходом

Вариант	Группа фыв	J1 полевой транзистор с затвором на основе p-n перехода с каналом n типа 2N4393
		При всех измерениях		Передаточная характеристика			Выходная характеристика
	Фамилия Имя	R1 (Ом)	V2 (B)	V1=Vз=Vgs (B)			V1=Vз=Vgs (B)			Vси=Vds (B)
				max	min	шаг	max	min	шаг
3	фыв	90	30	3,0	-5,0	1,0	2,0	-3,0	0,5	9

Задание на лабораторную работу №5

5.1. Исследование передаточной характеристики пт

Рис.1 - Схема для исследования полевого транзистора.

Рис.2 - Параметры выводимых графиков

Рис.3 График зависимости IC = f(V_ЗИ).

Рис.4 - График зависимости IC = f(V_ЗИ).

Режим	Напряжение затвор-исток UЗИ​, В	Ток стока IС, мА	Сопротивление сток-исток Rси, Ом
VЗИ​=0	0 В ( -2,5мВ)	42,761	210,5
Режим насыщения	+1,421 В	73,759	122
Режим отсечки	-3,593 В	7,077 мкА	1,272 МОм

Таблица 1 - Зависимость сопротивления сток-исток Rси​ от режима работы полевого транзистора

Вывод:

В ходе лабораторной работы была исследована передаточная характеристика полевого транзистора с управляющим p-n переходом (2N4393) при фиксированном напряжении сток-исток Vси=9В . Передаточная характеристика отражает зависимость тока стока I_C от напряжения затвор-исток V_ЗИ​, что позволяет определить ключевые параметры транзистора, такие как режим насыщения, режим отсечки и сопротивление канала в разных режимах.

Из графиков (Рис. 3 и Рис. 4) видно, что ток стока I_C максимален при нулевом напряжении затвор-исток (V_ЗИ=0 В) и составляет 42,761 мA. А, по-моему, при режиме насыщения ≈ 73,8мА! При этом сопротивление сток-исток Rси​ равно 210,5 Ом (Таблица1). При увеличении напряжения V_ЗИ​ до +1,421 В ток стока возрастает до 73,759 мА, а сопротивление канала уменьшается до 122 Ом, что соответствует режиму насыщения. В этом режиме транзистор полностью открыт, и дальнейшее увеличение V_ЗИ не приводит к значительному росту тока стока, что подтверждается графиками.

При отрицательном напряжении затвор-исток (V_ЗИ=−3,593 В) ток стока резко снижается до 7,077 мкА, а сопротивление канала возрастает до 1,272 МОм. Это соответствует режиму отсечки, когда транзистор практически закрыт. Таким образом, передаточная характеристика демонстрирует управляющую роль напряжения V_ЗИ​. При его изменении от отрицательных значений к положительным ток стока увеличивается, а сопротивление канала уменьшается.

Результаты исследования подтверждают теоретические сведения о работе полевого транзистора с управляющим p-n переходом. Напряжение затвор-исток эффективно регулирует ширину канала и, следовательно, ток стока, что делает такой транзистор удобным для использования в усилительных ??? и ключевых схемах. Полученные данные согласуются с ожидаемым поведением прибора и могут быть использованы для дальнейшего анализа его характеристик.

5.2. Исследование выходных характеристик пт

Рис.5 - Схема для исследования полевого транзистора (Напряжение источника V1 равным 1 В, напряжение источника V2 +10 В)

Рис.6 - Параметры выводимых графиков

Возьмите 0,5В и посмотрите, как изменятся графики.

Не согласуется с графиками ниже

Можно же взять 15,0,3 и 80m,-20m,20m ???

Рис.7 - Семейство выходных характеристик ПТ. Измерения при VCИ = 9 В.

Вывод:

Анализ графиков показал, что при увеличении напряжения V_ЗИ​ ток стока I_C​ возрастает, достигая максимального значения при V_ЗИ=1,5 В. Дальнейшее увеличение напряжения V_ЗИ​ не приводит к значительному изменению тока стока, что свидетельствует о выходе транзистора в режим насыщения. Напротив, при отрицательных значениях V_ЗИ​ ток стока резко уменьшается, а при V_ЗИ=−3 В​ достигает минимального значения (0,684 мА), что соответствует режиму отсечки.

Результаты, представленные в таблице 2, подтверждают зависимость сопротивления канала R от напряжения V_ЗИ​. Наибольшее сопротивление (13,15 кОм) наблюдается в режиме отсечки (V_ЗИ=−3 В), тогда как в режиме насыщения (VЗИ≥1,5 В) сопротивление стабилизируется на уровне 0,138 Ом. Это демонстрирует эффективность управления проводимостью канала с помощью напряжения затвора.

Таким образом, проведенные исследования подтвердили теоретические положения о работе полевого транзистора с управляющим p-n переходом. Полученные данные и графики наглядно иллюстрируют ключевые режимы работы прибора: отсечки, насыщения и линейный режим, что важно для понимания его применения в усилительных и ключевых схемах.