Порядок выполнения работы

1. С помощью программных средств моделирования системы OrCAD по математической модели полевого транзистора заданного типа. Рассчитать его передаточные и выходные статические вольт-амперные характеристики при номинальном значении рабочей температуры транзистора t0ном в диапазоне, ограниченном предельными для данного транзистора значениями напряжений и токов (U_зиmax, U_сиmax, I_сmax). Рассчитать также передаточную и выходную характеристики,соответствующие фиксированному напряжению |U_си| = 5 В и фиксированному напряжению U_зи = 0 при предельных для данного транзистора значениях температуры t_0min, t_0max.

2. По индивидуальному заданию рассчитать зависимость крутизны полевого транзистора от температуры в диапазоне, ограниченном ее предельными для данного транзистора значениями.

3. Сохраните для отчета:

· графики семейства статических ВАХ полевого транзистора, рассчитанные при номинальном значении температуры;

· графики передаточной и выходной ВАХ, рассчитанные для номинального и предельных значений температуры;

· графики передаточной и выходной динамических вольт-амперных характеристик при сопротивлении в цепи стока Rc = 300 Ом и ЭДС питания цепи стока |Ес| = 10 В;

· график зависимости крутизны полевого транзистора от температуры.

Содержание отчета

В отчете должны быть приведены:

1. Общие задачи выполнения лабораторной работы, типы исследуемых полупроводниковых приборов, их параметры, расчетные выражения, необходимые для обработки результатов измерения. 

2. Вид сохраненной лицевой панели виртуального лабораторного стенда. 

3. Результаты измерений и обработки по, включающие:

· показания цифрового индикатора ручных измерений и графики выходных характеристик, измеренных в ручном режиме (совместно с графиком динамической выходной ВАХ);

· приближенные значения начального тока I_c.нач (тока насыщения I_c.нас) и напряжения насыщения U_с.нас, определенные по выходным ВАХ, измеренным в ручном режиме;

· найденные значения сопротивления канала R_к и выходной проводимости g₂₂ (или выходного сопротивления R_i) по выходным ВАХ, измеренным в ручном режиме; 

· показания цифрового индикатора  ручных измерений и графики измеренного в ручном режиме семейства статических передаточных ВАХ (совместно с графиком динамической передаточной ВАХ);

· приближенные значения напряжения отсечки U_з.отс и начального тока стока I_с.нач (тока насыщения I_c.нас), определенные по передаточным ВАХ, измеренным в ручном режиме; 

· найденные значения крутизны S по передаточным ВАХ, измеренным в ручном режиме; 

· показания цифрового индикатора курсорных измерений и выводимые графики выходных характеристик, измеренных в автоматическом режиме;

· значения начального тока I_c.нач(тока насыщения I_c.нас) и напряжения насыщения U_с.нас, определенные по выходным ВАХ, измеренным в автоматическом режиме; 

· построенные по результатам курсорных измерений графики зависимости сопротивления канала Rк и выходной проводимости g₂₂ (или выходного сопротивления R_i) ПТ от напряжения сток-исток U_си; 

· показания цифрового индикатора курсорных измерений и выводимые графики передаточных характеристик ПТ, измеренных в автоматическом режиме; 

· значения напряжения отсечки U_з.отси начального тока стока I_с.нач (тока насыщения I_c.нас), определенные по передаточным ВАХ, измеренным в автоматическом режиме;

· построенный по результатам курсорных измерений график зависимости крутизны S ПТ от напряжения затвор-исток U_зи. 

4. Результаты моделирования и их обработки по п. 6, включающие:

· сохраненные для отчета графики статических ВАХ; 

· максимальные абсолютные и относительные изменения тока стока транзистора при напряжениях U_зи = 0, |U_си| = 5В, вызванные изменением температуры;

· степень изменения крутизны полевого транзистора в диапазоне его рабочих температур.  

5. Выводы по лабораторной работе о степени близости результатов ручных, автоматических измерений и моделирования на ПЭВМ и соответствии их теоретическим и физическим представлениям и закономерностям. 

 

Контрольные вопросы

1. Какие полупроводниковые приборы называются полевыми транзисторами?

2. Какие существуют виды полевых транзисторов?

3. Чем управляются полевые транзисторы – напряжением или током?

4. Каковы полярности напряжений полевого транзистора и чем они определяются?

5. Как устроен и работает полевой транзистор с управляющим p–n-переходом?

6. Как устроен полевой транзистор с барьером Шоттки и каковы его особенности?

7. Какой вид имеют передаточные и выходные характеристики полевого транзистора с управляющим p–n-переходом и с барьером Шоттки?

8. Как устроен и работает МОП-транзистор?

9. Какой вид имеют передаточные и выходные характеристики МОП-транзистора со встроенным и с индуцированным каналами?

10. В чем заключается различие МОП-транзисторов с индуцированным и встроенным каналами?

11. Какие характерные области можно выделить на ВАХ полевых транзисторов?

12. Как определяется граница между линейной областью и областью насыщения на ВАХ полевого транзистора?

13. Как определяется область и напряжение отсечки на ВАХ полевого транзистора?

14. Какими параметрами характеризуются полевые транзисторы?

15. Какие модели и параметры используются для математического описания вольт-амперных характеристик полевых транзисторов?

16. Какие параметры и как определяются по вольт-амперной характеристике полевого транзистора?

17. Что такое крутизна полевого транзистора, как она определяется и от чего зависит?

18. Что такое сопротивление канала и внутреннее (выходное) сопротивление полевого транзистора, как они определяются и от чего зависят?

19. Как зависят параметры полевого транзистора от режима его работы? 

20. Как зависят ВАХ и параметры полевых транзисторов от температуры?

21. Чем определяются частотные свойства полевых транзисторов?

22. Какими параметрами учитываются частотные свойства полевого транзистора в его математической модели?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЛИНЕЙНЫХ СХЕМ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ

Целью лабораторной работы является измерение основных параметров операционных усилителей (ОУ),а также умение макетировать устройства на основе операционных усилителей, такие как сумматор, усилители, интегратор, дифференциатор.

    Продолжительность лабораторной работы – 2 часа.