Снятие статических характеристик полевого транзистора с р-n переходом

 при  =const  (14)

Статический коэффициент  усиления по напряжению показывает во сколько раз напряжение на затворе  сильнее влияет на ток стока по сравнению с напряжением на стоке. Значение , как правило, много больше единицы. Если дифференциальное уравнение (11) приравнять нулю, то получим:

 

,     (15)

или

.       (16)

Уравнение (16) получило название внутреннего уравнения. Это уравнение широко применяется на практике для вычисления третьего параметра по двум известным.

Чтобы определить параметры  полевого транзистора с управляющим p-n-переходом необходимо иметь семейство выходных характеристик. Крутизну характеристики и внутреннее сопротивление могут быть определены графически по выходным характеристикам на рабочем участке (рисунок 5).

Крутизну характеристики S=(D /D ) при =const определяют по точкам A и B зависимостей 1 и 2 рисунка 5. Приращение тока стока находят как разность значений токов стока в точках A и B при напряжении сток-исток = , D , а приращение напряжения затвор-исток - как разность напряжений на затворе между зависимостями 1 и 2 рисунка 5: D = - .

 

Внутреннее сопротивление R_i=D /D при =const определяют по точкам B и C рисунка 5, расположенных на рабочем участке, при напряжении = =const: D = _ном- ; D = - .

Значение статического коэффициента усиления по напряжению определяется из уравнения (16) по найденным S и R_i.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Задание

Протестировать транзисторы типа n и типа p с помощью мультиметра, снять статические выходные характеристики и сток-затворную характеристику. Исследовать влияние   сопротивления  нагрузки  на  сток-затворную характеристику  и  коэффициент усиления напряжения.

 

Порядок выполнения экспериментов

 

1. Переключите мультиметр в режим тестирования диодов и измерьте падение напряжения на p-n переходах транзисторов по первым четырём схемам, приведённым в табл. 2.8.

Примечание: в режиме тестирования диодов мулътиметр измеряет падение напряжения на открытом р-п переходе при определённом токе (примерно 1 мА), создаваемом самим прибором. В обратном направлении он показывает обрыв цепи (1 в старшем разряде).

2. Переключите мультиметр в режим измерения сопротивлений и измерьте сопротивление «сток - исток» при Uзи = 0 по двум последним схемам табл. 1.

Таблица 1

3. Соберите цепь для снятия характеристик транзистора (рис. 6). Диод включен в схему для предотвращения подачи отрицательного напряжения на транзистор при снятии выходных характеристик, а между точками А и В включена перемычка, удалив которую можно включить в цепь стока сопротивление нагрузки.

Рис.6

4. Включите блок генераторов напряжений и мультиметры. Регулируя напряжение на затворе потенциометром, определите начальный ток стока и напряжение отсечки.

5. Изменяя напряжение на затворе потенциометром от нуля до напряжения отсечки, снимите сток-затворную характеристику (табл. 2).

Таблица 2

UЗИ, В	0	-0,5	-1	-1,5	-2
IС, мА

 

6. Постройте график стоко- затворной характеристики (рис. 7) и определите крутизну:

;

Рис. 7

7. Для снятия выходных характеристик транзистора переключите питание на регулируемый источник постоянного напряжения -13...+13 В, как показано на схеме пунктиром, установите напряжение на затворе равным нулю и переключите вольтметр для измерения напряжения Uси

8. Регулируя напряжение питания от 0 до максимального значения (13... 14 В), снимите зависимость Iс(Uси) при Uзи=0 (табл. 3).

Таблица 3

Uси, В		0	0,5	1	1,5	2	3	4	5		6		8	12
Iс, мА	при Uзи=0В
	при Uзи=0,5В
	при Uзи=1В
	при Uзи=1,5В

 

9. Переключите снова вольтметр для измерения напряжения Uзи, установите потенциометром Uзи = -1В, переключите вольтметр обратно для измерения напряжения Uси и снимите зависимость (Uси) при Uзи = -1 В.

10. Аналогично снимите выходные характеристики при других значениях Uзи

11. На рис. 7 постройте графики выходных характеристик.

12. Для исследования влияния нагрузочного сопротивления на крутизну сток-затворной характеристики и коэффициент усиления напряжения вновь переключите питание на нерегулируемый источник +15 В, удалите из схемы перемычку и включайте вместо неё различные сопротивления нагрузки, указанные в табл. 4.

13. При каждом сопротивлении записывайте в табл. значения Iс и  Uси при двух значениях напряжения на затворе.

14. Вычислите по этим значениям коэффициенты усиления напряжения и крутизну затворно-стоковой характеристики. На рис. 8 постройте графики и проанализируйте их.

Таблица 4

Рис.8

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем принципиальное отличие полевых транзисторов от биполярных?
2. Какова структура полевого транзистора с управляемым р-п переходом?
3. Какой полярности напряжение должно подаваться на затвор относительно истока для эффективного управления током транзистора с каналом р-типа?
4. Чем объясняется высокое входное сопротивление полевых транзисторов?
5. Объясните принцип усиления сигналов с помощью полевого транзистора?
6. Объясните, по каким причинам происходит насыщение тока стока на выходной характеристике?
7. Каковы основные параметры полевых транзисторов и в чем их физический смысл?
8. Какое напряжение называется напряжением отсечки?
9. Какое напряжение называется напряжением насыщения?
10. Каковы основные характеристики полевого транзистора с управляемым р-п переходом?