Лабораторная работа №3

Лабораторная работа №3

Исследование полевых транзисторов

Цель работы: приобрести навыки снятия стоковых и стоко-затворных характеристик полевого транзистора.

Программное обеспечение: программный пакет Electronics Workbench Multisim.

I. Краткие теоретические сведения

Полевые транзисторы – это транзисторы, в которых выходные токи и напряжения управляются электрическим полем.

По сравнению с биполярными транзисторами они имеют более простую конструкцию, благодаря чему при их изготовлении требуется меньше технологических операций, а также повышается процент выхода годных изделий, что снижает стоимость микросхем. Относительно низкая площадь, занимаемая полевым транзистором, позволяет применять более высокую степень интеграции в микросхемах, где они применяются. Полевые транзисторы могут использоваться как в качестве активных, так и в качестве пассивных элементов микросхем (конденсаторов, резисторов).

Различают следующие виды полевых транзисторов:

- с управляющим p-n переходом;

- со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП).

Также различают транзисторы с каналом p-типа и с каналом n-типа.

Рисунок 1 – УГО и внутреннее строение Рисунок 2 – УГО и внутреннее строение

полевого транзистора с управляющим полевого транзистора с управляющим

p-n переходом и каналом p-типа p-n переходом и каналом n-типа

Основной схемой включения полевых транзисторов является схема с общим истоком. Принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n переходом заключается в том, что напряжение, подаваемое между затвором и истоком, изменяет размеры ОПЗ p-n перехода. Из-за этого уменьшается канал между истоком и стоком и, соответственно, ток, проходящий через него.

Рисунок 3 – Стоковые и стоко-затворные характеристики транзистора с управляющим p-n переходом

II. Ход работы

1. Получить вариант задания у преподавателя.

2. Запустить Multisim и собрать схему по рисунку 4.

Рисунок 4 – Схема для снятия стоковых характеристик

Таблица 1 – Новые элементы на рисунке 4

Элемент	Group	Family	Component	Обозначение
Полевой транзистор Q1	Transistors	JFET_P	(по варианту)

3. Запустить схему. Снять стоковые характеристики транзистора при пяти напряжениях на затворе Uзи. Результаты записать в таблицу 2:

Таблица 2 – Стоковые характеристики полевого транзистора

Uси, В	Iс, мА
	Uзи = … В	Uзи = … В	Uзи = … В	Uзи = … В	Uзи = … В

4. Снять стоко-затворные характеристики транзистора при двух значениях Uси. Результаты записать в таблицу 3:

Таблица 3 – Стоко-затворные характеристики полевого транзистора

Uзи, В	Iс, мА
	Uси = … В	Uси = … В

5. По данным таблиц 2 и 3 построить семейства стоковых и стоко-затворных характеристик полевого транзистора. Сделать выводы о зависимости тока стока полевого транзистора с управляющим p-n переходом от напряжений на нём.

6. Изучить схему полевого транзистора со стоковой нагрузкой (рис. 5). Переписать из карточки с заданием значения Ec и Rс для вашего варианта. Построить на семействе стоковых характеристик нагрузочную прямую, используя уравнение:

Рисунок 5 – Полевой Eс = Ic  Rс + Uси (1.1)

транзистор со стоковой

нагрузкой Определить по построенному графику значения Uси и Iс для

этой нагрузочной прямой и записать результаты в таблицу 4:

Таблица 4 – Определение выходных параметров усилителя на полевом транзисторе

Uзи, В	Параметр
	По графикам		Экспериментально
	Uси, В	Iс, мА	Uси, В	Iс, мА

8. Для проверки полученных значений токов и напряжений собрать схему по рисунку 6.

Рисунок 6 – Схема для проверки работы транзистора со стоковой нагрузкой

9. Результаты измерений записать в таблицу 4. Сделать вывод о степени погрешности при графическом методе определения выходных токов и напряжений.

10. Определить коэффициент усиления по напряжению в точке, заданной в карточке с заданием.

III. Контрольные вопросы

1. Перечислите основные преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными.

2. На чём основан принцип работы полевых транзисторов с управляющим p-n переходом?

3. Как изменится ток стока полевого транзистора, если напряжение между затвором и истоком уменьшится?

IV. Содержание отчёта

1. Название и цель работы

2. Схемы измерений (п. 2, 8)

3. Таблицы с результатами измерений (п. 4, 5, 7)

4. Графики полученных ВАХ (п. 6)

5. Ответы на контрольные вопросы

6. Выводы (п. 6, 9)