- •«Электроника»
- •Раздел I. «Элементная база электроники»
- •Раздел I. «Элементная база электроники»
- •Isbn 5-7723-0086-5 Севмашвтуз, 2008 введение
- •Техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Лабораторная работа № 1 «исследование полупроводниковых диодов»
- •1. Теоретические положения
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта
- •Основными параметрами пт являются:
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •Основные параметры тиристора:
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •1.1. Фоторезистор
- •1.2. Фотодиод
- •1.3. Фототранзистор
- •1.4. Светоизлучающие диоды
- •1.5. Оптрон
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •Содержание
- •Раздел I. «Элементная база электроники»
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6
4. Содержание отчёта
4.1. Исследуемые схемы с указанием всех измерительных приборов.
4.2. Экспериментальные данные, представленные в виде таблиц.
4.3. Семейство входных и выходных вольт амперных характеристик с линией статической нагрузки.
4.4. Расчётные hпараметры и все необходимые построения для их определения.
4.5. Выводы по результатам исследования.
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
5.1. Какова структура исследуемого биполярного транзистора и особенности его работы?
5.2. Какие токи протекают в транзисторе, чем они обусловлены и основные соотношения между ними?
5.3. Как можно регулировать ток коллектора в схеме с ОЭ?
5.4. Какие параметры транзистора, включенного с ОЭ, характеризуют его рабочую точку?
5.5. Объясните физический смысл hпараметров. При каких условиях и как их определяют?
5.6. Каковы особенности работы транзистора в электронных схемах?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА»
Цель работы: изучение принципа действия полевого транзистора (ПТ), снятие и анализ его ВАХ, определение параметров ПТ.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В полевых транзисторах в переносе тока участвуют носители заряда только одного знака (электроны или дырки). Это зависит от того, из какого материала выполнен проводящий канал 1 (рис. 4.1), который в данном случае представляет собой область полупроводника p-типа.

По периметру канала по всей его длине нанесен слой полупроводника n-типа, от которого сделан вывод называемый затвором «З». Между затвором и каналом образуется p-n-переход, обедненный слой которого, сосредоточен в объеме канала, выполненного с малой концентрацией основных носителей p-типа.
От концов канала сделаны выводы: сток «С» и исток «И». Исток это электрод, от которого начинают движение основные носители заряда, его обычно соединяют с общей точкой, а на сток подают напряжение, при котором основные носители заряда устремляются к нему. Для правильной работы ПТ управляющие p-n-переходы должны всегда быть смещены в обратном направлении.
В транзисторе с каналом p-типа на сток подается отрицательное напряжение UСИ, а на затвор напряжение UЗИ > 0, при котором переход «затвор-канал» закрыт и входной ток IЗ 0, т.к. входное сопротивление очень велико.
В
ыходной
ток ПТ (ток стокаIС)
протекает через канал и зависит от
напряжения на стоке UСИ
и от напряжения на затворе UЗИ,
которые управляют глубиной проникновения
обедненного слоя в объем канала, т.е.
изменяют ширину обратносмещённого
p-n-перехода.
Следовательно, изменяя ширину канала
и его проводимость, можно регулировать
ток IС.
При этом характер влияния UЗИ
и UСИ
на ширину канала различен. Напряжение
UЗИ
вызывает уменьшение поперечного сечения
канала равномерно по всей длине и
увеличение его сопротивления. Напряжение
UСИ
линейно распределяется по длине канала,
поэтому на ширину канала влияет по
конусоидальному закону (рис. 4.2), т.к. по
мере приближения к стоку обратное
напряжение p-n-перехода
UСИ
увеличивается.
Особенности работы ПТ рассмотрим в соответствии с выходными характеристиками IС = f(UСИ) при UЗИ = const, которые показаны на рис. 4.3.

Рассмотрим режим работы ПТ, когда UЗИ = 0, а напряжение UСИ изменяется от 0 до UСИ.MAX.ДОП. Этому режиму соответствует кривая 0аbсd.
При малых значениях напряжения UСИ (участок 0а) оно практически не влияет на ширину канала, поэтому с увеличением UСИ ток стока IС возрастает по линейному закону.
При UСИ больше UСИa (участок ab) величина UСИ уже начинает влиять на ширину канала (сужает его) и ток стока IС возрастает менее интенсивно.
При UСИ = UСИb = UСИ.НАС (точка b) наступает смыкание канала в области стока (см. рис. 4.2), т.е. вершина конуса появится на стоке. Напряжение UСИ, при котором канал смыкается, называется напряжением насыщения UСИ.НАС.
При UСИ UСИ.НАС (участок bс) ток IС практически не изменяется при больших изменениях UСИ. Это объясняется тем, что при увеличении UСИ вершина конуса смещается вниз в направлении истока, при этом пропорционально величине UСИ увеличивается сопротивление канала, а ток IС остается неизменным. Следовательно, ПТ на этом участке ВАХ обладает свойством стабилизатора тока. Участок bс является основным рабочим участком при работе ПТ в активном режиме.
При UСИ > UСИ.MAX.ДОП (участок cd) происходит пробой управляющего p-n-перехода и ток IС резко возрастает. Это не рабочий участок ВАХ и превышать UСИ.MAX.ДОП для ПТ не допустимо.
Теперь рассмотрим режим работы ПТ при изменении UЗИ.
При UЗИ 0 ширина канала уменьшается равномерно по всей длине. Это приводит к тому что, смыкание канала в области стока наступает при меньших значениях UСИ.НАС (точки b, b, b и т.д. перемещаются влево) и снижается величина IС, при котором наступает это насыщение.
Зависимость IС = f(UЗИ) при UСИ = const называется стокозатворной характеристикой, которая для ПТ с каналом p-типа представлена на рис. 4.4. Из характеристики видно, что с увеличением напряжения UЗИ ток стока IС снижается. При определенном значении UЗИ = UЗИ.ОТС происходит полное смыкание канала и ток IС становится равным нулю. Следовательно, изменяя управляющее напряжение UЗИ от 0 до напряжения отсечки UЗИ.ОТС, можно изменять ток стока IC от максимального начального IС.НАС до нуля.

