6.3. Исследование полевого транзистора в режиме управляемого напряжением сопротивления.

Краткие теоретические сведения.

При выполнении соотношения

, (6.3.1)

где – напряжение между стоком и истоком полевого транзистора,– управляющее напряжение на затворе относительно истока,– напряжение отсечки, полевой транзистор работает в омической области. Особенность данного режима в том, что при небольших изменениях напряжениясопротивление канала транзистора остается практически неизменным, и его величина определяется в основном разностью потенциалов. Кроме того, из-за симметрии структуры полевого транзистора такое свойство начального участка вольтамперных характеристик будет сохраняться и при смене полярности напряжения. Величина последнего при этом не должна превышать долей вольта.

На рис. 6.3.1 приведен начальный участок семейства выходных характеристик полевого транзистора с управляющим p-n переходом и n-каналом. С ростом запирающего напряжения наклон соответствующей характеристики уменьшается. Тангенс угла наклона можно определить, воспользовавшись соотношением:

, (6.3.2)

которое, в свою очередь, определяет значение дифференциальной проводимости канала транзистора при заданном значении. Так как проводимость канала– это величина, обратная динамическому сопротивлению, а начальные участки характеристик линейны и проходят через начало координат, то:

, (6.3.3)

где – статическое сопротивление канала.

Отсюда следует, что при выборе соответствующего режима работы, полевой транзистор может функционировать в качестве резистора, сопротивление которого определенным образом зависит от разности потенциалов .

Рис. 6.3.1. Начальный участок выходных характеристик полевого транзистора.

Это позволяет создавать управляемые делители напряжения, принципиальная и эквивалентная схема одного из вариантов которых приведена на рис. 6.3.2. Коэффициент передачи такого делителя – отношение выходного напряжения ко входному, определяется соотношением:

. (6.3.4)

Так как зависит от управляющего напряжения, то и коэффициент передачи будет определяться его величиной.

Рис. 6.3.2. Принципиальная и эквивалентная схемы управляемого делителя напряжения на полевом транзисторе.

Исследование полевого транзистора в режиме управляемого напряжением сопротивления проводится с использованием измерительного и лабораторного стенда к работе № 3 «Исследование полевых транзисторов», осциллографа, милливольтметра переменного тока и генератора синусоидальных сигналов.

Цель исследования – экспериментальное определение зависимости сопротивления канала и коэффициента передачи управляемого делителя напряжения. Собрать для исследования полевого транзистора VT1 в омическом режиме схему, приведенную на рис. 6.3.3. Установить ручку регулятора напряжения в крайнее левое положение (), напряжение, пределы измерения вольтметраPV1 – 1,5В, миллиамперметра PA1 – 100мА.

Рис. 6.3.3. Схема для исследования начального участка выходных характеристик полевого транзистора.

Включить лабораторный стенд. Изменяя напряжение в пределах от –1,5 В до +3 В с шагом 0,5 В, провести измерения токов стока и занести полученные значения в первую строку таблицы, приведенной на рис. 6.3.4.

(В) (В)	-1,5	-1	-0,5	0	+0,5	+1	+1,5	+2	+2,5	+3
0
-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5

Рис. 6.3.4. Структура таблицы для записи результатов исследования начального участка выходных характеристик полевого транзистора.

Провести совокупность аналогичных измерений при напряжениях , равных –0,5В, -1В, -1,5В, -2В. Записать полученные результаты в вышеуказанную таблицу.

Собрать для исследования управляемого делителя напряжения схему, приведенную на рис. 6.3.5.

Рис. 6.3.5. Схема для исследования полевого транзистора в составе управляемого делителя напряжения.

Установить частоту генератора синусоидальных сигналов 1кГц, уровень его выходного напряжения 100мВ, предел измерения милливольтметра 100мВ, чувствительность осциллографа 50мВ/дел.

Задавая напряжение в соответствии со значениями, указанными в таблице (рис. 6.3.6), измерить милливольтметром уровни выходного напряжения, наблюдая его форму по осциллографу. Занести полученные результаты в первую строку таблицы.

(В)	-2,5	-2	-1,5	-1	-0,5	0
(В)							мВ
(В)

Рис. 6.3.6. Таблица для записи результатов исследований управляемого делителя напряжения на полевом транзисторе.

При тех же значениях увеличивать входное напряжение до появления заметных искажений выходного сигнала. Записать полученные значенияво вторую строку этой же таблицы. Отдельно отметить характер возникающих искажений.

Обработка результатов, полученных при выполнении пункта 6.3 лабораторной работы.

Построить на одном листе миллиметровки начальные участки семейства выходных характеристик полевого транзистора, выбрав масштаб по оси напряжений 0,25В/см, а по оси токов 2мА/см.

Определить по характеристикам величины статического и динамическогосопротивлений полевого транзистора для значений-1В, -0,5В, 0, +0,5В, +1В, принявВ (В) относительно заданной точки).

Построить на одном листе миллиметровки графики зависимостей иот напряжения.

Построить график зависимости коэффициента передачи управляемого делителя от величины напряжения , приняв масштаб по оси напряжений 0,25В/см. Построить график зависимости максимального выходного напряжения делителя от величины разности потенциалов.

Рассчитать по значениям , используя соотношение (6.3.4), величины коэффициентов передачи управляемого делителя напряжения.