Полевой транзистор

Задачи: получение характеристик и расчет параметров полевого транзистора

типа КП103.

Цель: ознакомление с работой полевого транзистора.

1. Сведения о транзисторе

   1. Устройство и принцип действия

Полевой транзистор – кремниевый триод, в котором эффект поля используется для усиления, генерации и переключения сигналов.

Эффектом поля называется уменьшение электрической проводимости приповерхностного слоя полупроводника при создании перпендикулярно этой поверхности внешнего электрического поля (отрицательный эффект поля). Причиной эффекта является выталкивание этим полем основных носителей заряда из этого слоя в объем полупроводника («канал»), где они быстро (за 10^-8 секунды) исчезают вследствие рекомбинации с неосновными носителями заряда.

Достоинством полевого транзистора по сравнению с биполярным является большое входное сопротивление.

На рис. 1 и 2 показаны устройство полевого транзистора с управляющим электронно-дырочным переходом и каналом р-типа и схема его включения с общим истоком.

Рис. 1 Рис. 2

1.2. Характеристики и параметры полевого транзистора

На рис. 3 и 4 показан общий вид выходной и проходной характеристик. Их параметрами являются: дифференциальное сопротивление канала и крутизна проходной характеристики, определяемые графическим дифференцированием.

Рис. 3 Рис. 4

2. Экспериментальная установка

Установка (рис. 5) включает полевой транзистор, два источника регулируемого напряжения, 2 вольтметра (V₁ – В7-26 и V₂ - щитовой) и миллиамперметр.

Рис. 5

3. Задание

1. Соберите схему (рис. 5).

2. Получите выходные характеристики, каждую при одном из пяти различных значений напряжения U_зи.

3. Постройте графики этих характеристик и рассчитайте дифференциальное сопротивление канала для одной из них.

4. Получите проходные характеристики для трех значений напряжения сток – исток.

5. Постройте графики этих характеристик и рассчитайте крутизну одной из них. Результат расчета представьте в мА/В.

Лабораторная работа 7

Транзисторный ключ

Задачи: расчет и измерение выходного сопротивления транзисторного ключа

и получение прямоугольных импульсов из синусоидального

напряжения.

Цель: экспериментальная проверка теории транзисторного ключа.

1. Принципиальная схема

Схема ключа (в пунктирном прямоугольнике на рис. 1 и 2) представляет делитель напряжения Е, плечами которого являются транзистор и его коллекторная нагрузка R_к. Входное напряжение подается на базу, а выходное – снимается с коллектора.

2. Теория

При изменении входного напряжения выходное сопротивление транзисторного ключа изменяется в пределах от максимального до минимального . Пользуясь данными рис. 3, эти статические параметры ключа можно выразить формулами:

, (1)

, (2)

где U_ост – остаточное (минимальное) напряжение на транзисторе в режиме насыщения, I_кн – ток коллектора насыщения (в этом режиме), E – напряжение источника питания и I_кэо – ток коллектора в схеме с общим эмиттером при отключенной базе.

Величины (1) и (2) используются для замены транзистора в теоретической модели ключа. В процессе его работы, согласно рис. 3, выходное напряжение изменяется от максимального, близкого к Е, до остаточного напряжения U_ост на транзисторе.