Wstęp do elektroniki

Wstęp do elektroniki
Grupa dziekańska:
Grupa laboratoryjna:
Wydział: WEEIA
Kierunek: Automatyka i Robotyka
Semestr:
rok akademicki:
Tytuł ćwiczenia:
Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET
Imię, nazwisko, numer indeksu
Imię, nazwisko, numer indeksu
Imię, nazwisko, numer indeksu
str. 1
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki wyjściowej oraz przejściowej tranzystora
polowego IFET.
2. Przebieg ćwiczenia.
Pierwsza część ćwiczenia polegała na wyznaczeniu charakterystyki wyjściowej ID(UDS)
tranzystora JFET. W tym celu wykonaliśmy serię pomiarów prądu drenu ID oraz napięcia pomiędzy
drenem a źródłem UDS dla różnych napięć pomiędzy bramką a źródłem UGS. Zebrane wyniki zostały
zamieszczone w tabeli poniżej.
UGS=0 V
ID
UDS
[mA]
[V]
UGS=3 V
ID
UDS
[mA]
0,86
0,1
0,3
1,76
0,2
2,67
0,3
3,44
[V]
UGS=1,5 V
ID
UDS
[mA]
[V]
0,1
0,5
0,1
0,9
0,5
1
0,2
1,26
1
1,5
0,3
0,4
1,44
1,5
2,25
0,4
4,34
0,5
1,55
2
2,66
0,5
5,1
0,6
1,7
3
3,2
0,6
6,43
0,8
1,8
4
3,6
0,7
7,81
1
1,9
5
4,36
0,9
8,99
1,2
1,95
6
5
1,1
10,05
1,4
2
7
5,5
1,3
11,05
1,6
2,25
10
6,37
1,7
11,95
1,8
6,8
2
12,66
2
7,23
2,5
13,66
2,3
7,57
3
14,37
2,6
7,77
3,5
15,14
3
7,9
4
15,85
3,5
8,14
5
16,3
4
8,3
6
16,61
4,5
8,45
7
16,8
5
8,57
8
17
5,5
8,7
10
17,14
6
17,36
7
17,52
8
17,65
9
17,7
10
Tab.1 Wyniki pomiarów.
str. 2
Na podstawie zebranych wyników został sporządzony wykres charakterystyki wyjściowej
tranzystora IFET.
Charakterystyka wyjściowa tranzystora JFET
ID
[mA]
20
Zakres nienasycenia
(triodowy)
18
Zakres nasycenia
(pentodowy)
16
|UGS|=0V
14
|UGS|=3V
12
|UGS|=1,5V
10
8
6
4
2
0
0
1
2
4 Up
3
5
6
7
8
9
UDS
10 [V]
Wykres 1. Charakterystyka wyjściowa tranzystora JFET
Na wykresie zostały zaznaczone dwa zakresy pracy tranzystora (triodowy i pentodowy) oraz
napięcie odcięcia które wynosi UP = 4,5V. Z wykresu możemy również odczytać prąd nasycenia drenu
który wynosi około UDSS = 18mA.
W drugiej części został przeprowadzony szereg pomiarów prądu drenu ID oraz napięcia
pomiędzy bramką a źródłem UGS przy stałej wartości napięcia UDS.
UDS=5,5V
UGS
ID
[V]
UDS=2,5V
UGS
ID
[mA]
[V]
UDS=1V
UGS
ID
[mA]
[V]
UDS=0,5V
UGS
ID
[mA]
[V]
0
[mA]
0
17,02
0
14
0
8
4
-0,1
16,23
-0,2
13,5
-0,2
7,6
-0,2
3,9
-0,2
15,7
-0,4
12,21
-0,5
7
-0,4
3,7
-0,3
14,98
-0,6
11,4
-0,7
6,57
-0,6
3,52
-0,4
14,4
-0,8
10,4
-0,9
6,16
-0,8
3,35
-0,5
13,82
-1
9,23
-1,1
5,78
-1
3,15
-0,6
13,3
-1,3
8,24
-1,4
5,1
-1,4
2,75
-0,8
12,11
-1,6
6,95
-1,8
4,24
-2
2,15
-1
11
-2
5,31
-2
3,78
-2,5
1,6
-1,3
9,4
-2,3
3,95
-2,5
2,6
-3
0,85
-1,6
7,85
-2,6
3
-3
1,28
-3,5
0,24
-2
5,9
-3
1,74
-3,5
0,36
-4
0
-2,5
3,82
-3,5
0,5
-4
0
-3
2,16
-4
0
-3,2
1,27
-4
0
Tab.2 Wyniki pomiarów.
str. 3
Wykorzystując wyniki z tabeli 2 został sporządzony wykres charakterystyki przejściowej
ID(UGS) tranzystora IFET.
Charakterystyka przejściowa tranzystora JFET
ID
[mA]
18
16
14
12
UDS=5,5V
UDS=2,5V
UDS=1V
UDS=0,5V
10
8
6
4
2
UGS
[V]
-4,5
0
-4
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
Wykres 2. Charakterystyka przejściowa tranzystora JFET
3. Wyniki.
Napięcie odcięcia
Prąd nasycenia drenu
Maksymalne napięcie bramka-źródło
UP = 4,5V
IDSS = 18mA
|UGS| = 4V
Tab.3 Końcowe wyniki pomiarów.
4. Wnioski.
Analizując charakterystykę wyjściową tranzystora JFET możemy wyznaczyć napięcie
odcięcia które w naszym tranzystorze wynosi około Up = 4,5V, prąd nasycenia drenu IDSS = 18mA
oraz podział na dwa zakresy pracy tranzystora tj. zakres nienasycenia (triodowy) oraz zakres
nasycenia (pentodowy). W zakresie triodowym wykres przyjmuje kształt krzywej wykładniczej, zaś w
zakresie pentodowym prąd drenu stabilizuje się na pewnym poziomie i w przybliżeniu przyjmuje
kształt linii prostej.
W drugiej części ćwiczenia wyznaczyliśmy charakterystykę przejściową tranzystora JFET. Z
tego wykresu możemy odczytać wartość maksymalnego napięcia pomiędzy bramką a źródłem
tranzystor które wynosi |UGS| = 4V.
Na podstawie zabranych wyników możemy wyznaczyć optymalne zakresy pracy tranzystora
w których tranzystor IFET ma najlepsze właściwości. Tranzystor IFET powinien pracować dla takich
wartości prądu drenu oraz napięcia dren-źródło które znajdują się w zakresie pentodowym.
str. 4