Обработка результатов эксперимента

Теоретическая часть

Полевой транзистор с каналом p-типа.

Рисунок 1 - а – устройство транзистора; б – условное обозначение.

Управление током стока осуществляется путем подачи на затвор, т.е. на управляющий p-n-переход, обратного напряжения . При увеличении запирающего напряжения увеличивается ширина области объемного заряда. Соответственно уменьшается ширина канала, увеличивается его сопротивление , а следовательно, уменьшается ток стока при заданном напряжении между стоком и истоком . В качестве иллюстрации управляющая характеристика () приведена на рисунке 2.

Напряжение на затворе, при котором области объемного заряда управляющего p-n-перехода и p-n-перехода подложка-канал смыкаются, и ток стока становится равным нуля, называется пороговым напряжением .

Управляющую характеристику полевого транзистора в режиме насыщения удобно аппроксимировать зависимостью

, (1)

где - начальный ток стока, соответствующий = 0.

По управляющей характеристике (рис. 2) может быть рассчитана крутизна транзистора

Рисунок 2.

При использовании аппроксимации (1) выражение для крутизны имеет вид

(2)

Семейство выходных характеристик полевого транзистора показано на рисунке 3.

Рисунок 3.

Начальный участок характеристик ( < ) транзистор переходит в режим насыщения, в котором ток стока слабо зависит от напряжения на стоке . Напряжение насыщения , являющееся границей двух режимов, зависит от напряжения на затворе и рассчитывается по формуле: = - . По выходным характеристикам (рис. 3) может быть рассчитано выходное сопротивление

Оно велико в режиме насыщения, поэтому при использовании транзистора для целей усиления точка покоя схемы выбирается в этом режиме. Выходное сопротивление транзистора в линейном режиме зависит от напряжения на затворе и приближенно может быть рассчитано как отношение напряжения к току в выбранной рабочей точке, или по формуле 3.

, где .

Ход работы

1. Перед выполнением лабораторной работы ознакомились со схемой исследования (рис. 4), используемыми измерительными приборами и паспортными данными полевого транзистора (КП303 n-канальный), исследуемого в работе.

Тип транзи- стора	Структура	()	, В	, мВт	, пФ	, пФ	, пФ	, Ом	, В
КП303	n-канальный	20 (5-20)	25	200	5	2	-	60

Рисунок 4 - Электрическая схема (в скобках приведены полярности питающих напряжений для n-канального транзистора).

Рисунок 5 - Цоколевка транзистора.

2. Сняли две управляющие характеристики транзистора при напряжениях на стоке =1/3 и 2/3 ( - допустимое напряжение на стоке).

В ходе эксперимента напряжение следует изменять от 0 до порогового напряжения . Результаты измерений занесены в таблицу 1.

= 2,22 В

Таблица 1 - Управляющие характеристики транзистора.

, В	, мА
, В	=1/3 = 8,3 В	2/3 = 16,6 В
0	6,95	6,82
0,1	6,51	6,4
0,25	5,87	5,76
0,5	4,7	4,75
0,8	3,47	3,5
1	2,7	2,86
1,2	2	2,1
1,4	1,38	1,5
1,6	0,84	0,92
2	0,1	0,15
2,1	0,03	0,04
2,22	0	0

3. Сняли выходные характеристики при трех значениях напряжения на затворе =0; 0,25 ; 0,5 .

Таблица 2 - Выходные характеристики транзистора.

, В	, мА
, В	= 0	= 0,25 =0,55 В	= 0,5 =1,11В
0	0	0	0
0,05	0,24	0,18	0,12
0,1	0,5	0,35	0,26
0,25	1,3	1	0,63
0,3	1,5	1,13	0,72
0,5	2,4	1,81	1,13
0,75	3,4	2,5	1,45
1	4,2	3	1,66
2	6,14	4	2
5	6,68	4,32	2,2
10	6,75	4,44	2,35
15	6,88	4,48	2,44
20	6,94	4,5	2,49
25	6,95	4,52	2,52