Порядок выполнения экспериментов

· 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 мультиметр измеряет падение напряжения на открытом p-n переходе при определённом токе (примерно 1 мА), создаваемом самим прибором. В обратном направлении он показывает обрыв цепи (1 в старшем разряде).

· Переключите мультиметр в режим измерения сопротивлений и измерьте сопротивление «сток – исток» при U_ЗИ = 0 по двум последним схемам табл. 2.8.1.

Таблица 2.8.1

· Соберите цепь для снятия характеристик транзистора (рис. 2.8.2). 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.2.8.2

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

I_нач = ……………мА; U_отс = ………….В.

· Изменяя напряжение на затворе потенциометром от нуля до напряжения отсечки, снимите стоко-затворную характеристику (табл.2.8.2).

Таблица 2.8.2

· Постройте график стоко-затворной характеристики (рис.2.8.3) и определите крутизну:

;

Рис. 2.8.3

· 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 U_СИ.

· Регулируя напряжение питания от 0 до максимального значения (13…14 .В), снимите зависимость I_С(U_СИ) при U_ЗИ = 0 (табл. 2.8.3).

Таблица 2.8.3

· Переключите снова вольтметр для измерения напряжения U_ЗИ, установите потенциометром U_ЗИ = -1 В, переключите вольтметр обратно для измерения напряжения U_СИ и снимите зависимость (U_СИ) при U_ЗИ = -1 В.

· Аналогично снимите выходные характеристики при других значениях U_ЗИ.

· На рис. 2.8.3 постройте графики выходных характеристик.

· Для исследования влияния нагрузочного сопротивления на крутизну стоко-затворной характеристики и коэффициент усиления напряжения вновь переключите питание на нерегулируемый источник +15В, удалите из схемы перемычку и включайте вместо неё различные сопротивления нагрузки, указанные в табл. 2.8.4.

· При каждом сопротивлении записывайте в табл. значения I_С и U_СИ при двух значениях напряжения на затворе.

· Вычислите по этим значениям коэффициенты усиления напряжения и крутизну затворно-стоковой характеристики. На рис 2.8.4 постройте графики и проанализируйте их.

Таблица 2.8.4

Рис. 2.8.4

Контрольные вопросы

1. Что такое зона насыщения и зона линейного изменения сопротивления?
2. Почему коэффициент усиления по напряжению увеличивается при увеличении сопротивления нагрузки?
3. Как можно построить стоко-затворную характеристику по семейству внешних характеристик при R_Н = 0 и при R_Н ≠ 0?

Снятие статических характеристик полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом

Общие сведения

Полевые транзисторы с изолированным затвором отличаются тем, что затвор выполнен в виде слоя металла, отделённого от полупроводникового канала тонким изолирующим слоем оксида кремния. Поэтому их называют МОП-транзисторами (металл – окисид - полупроводник). Канал между истоком и стоком МОП-транзистора можем быть встроенным, т.е. специально изготовленным или наведённым. В первом случае характеристики МОП-транзистора аналогичны характеристикам транзистора с p-n переходом, но отличаются возможностью работы с прямым смещением затвора (в режиме обогащения). На рис. 2.9.1 показаны структура, условное обозначение и характеристики транзистора с встроенным каналом типа n.

Рис. 2.9.1

Структура, условное обозначение и стоко-затворная характеристика МОП-транзистора с индуцировнным каналом типа n показана на рис. 2.9.2. В подложке типа р изготовлены только небольшие области противоположного типа проводимости. При подаче на затвор положительного напряжения относительно истока к затвору будут притягиваться электроны, в то время как дырки от него будут оттесняться. При некотором напряжении, называемым пороговым (U_ЗИпор) под затвором образуется n-слой, перемыкающий n-области под истоком и стоком. Вся стоко-затворная характеристика лежит в области обогащения.

В МОП транзисторе с индуцированным каналом типа рструктура симметрична, и аналогичные процессы протекают при отрицательном напряжении на затворе.

Рис. 2.9.2

Экспериментальная часть

Задание

Снять статические выходные характеристики и стоко-затворную характеристику МОП-транзистора с индуцированным каналом типа n, определить пороговое напряжение U_ЗИпор, максимальную крутизну стоко-затворной характеристики S, сопротивления канала в ключевом режиме (в закрытом состоянии R_СИзакр и в открытом - R_СИоткр).