Полевой транзистор с управляющим электронно-дырочным переходом
Основные физические процессы, лежащие в основе работы полевого транзистора с управляющим электронно-дырочным переходом. Расчет выходного дифференциального сопротивления. Особенности использования полевых и биполярных транзисторов разных диапазонов частот.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.06.2015 |
| Размер файла | 232,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Полевой транзистор с управляющим электронно-дырочным переходом (№5)
Группа:33422/1.
Студент:Скробов Леонид Артемьевич.
Преподаватель: Коренюгин Д.Г.
1. Цель работы и краткая программа измерений
Целью данной работы является усвоение устройства, физическо-электрических характеристик и параметров полевых транзисторов с управляющим электронно-дырочным переходом.
В процессе достижения поставленной цели будут проведены измерения семейства выходных ВАХ, а так же семейства ВАХ прямой передачи полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком. По полученным данным, будут проведены расчеты зависимости крутизны S = f(UЗИ) при UСИ = const и зависимостей выходного дифференциального сопротивления rД ВЫХ= f1(UСИ) при UЗИ = const, и rД ВЫХ= f2(UЗИ) при UСИ = const. транзистор сопротивление биполярный полевой
2. Схема измерительной цепи
G1 - источник питания 1-15 В;
G2 - источник питания 1-50 В;
PA1, PA2 - цифровые амперметры;
PV1, PV2 - цифровые вольтметры;
R1 - потенциометр 0-100 Ом;
R1 - потенциометр 0-1 кОм;
VT - исследуемый транзистор.
3. Предельно допустимые значения токов, напряжений и мощностей в цепях отдельных электродов прибора
UСИ МАКС = 10 В;
IС МАКС = 6.6 мА;
IЗИ МАКС = 10 мА;
P МАКС = 0.12 Вт;
4. Контрольные вопросы (методическая справка)
Какие физические процессы лежат в основе работы ПТУП?
В основе работы ПТУП лежат физические процессы p-n перехода металл-диэлектрик-полупроводник. А именно обеднение приповерхностного слоя полупроводника канала основными носителями за счет подаваемого на металл (затвор) напряжения. Как следствие, ввиду большой, по сравнению с диффузионной длинной носителей стока и истока, длинны канала происходит его перекрытие постепенное. При измении ширины не обедненного канала, т.е. его сечения, изменяется его сопротивление,
При использовании ПТУП главным условием полярности напряжений является условие подачи обратного напряжения на затвор устройства относительно. Полярность же питания стока и истока формально может варьироваться. Хотя ввиду различной концентрации примесей в них эффективнее использовать прямое напряжение истока и обратное стока.
5. Необходимые расчеты
Расчет крутизны S(UЗИ): S = ДIC/ДUЗИ при UСИ = const.
|
UСИ [В] |
UЗИ [мВ] |
ДUСИ [В] |
ДIС [мА] |
S [А/В] |
|
|
6 |
-2,50 |
0,50 |
0,30 |
0,6 |
|
|
-2,00 |
0,50 |
0,47 |
0,94 |
||
|
-1,50 |
0,50 |
0,95 |
1,9 |
||
|
-1,00 |
0,50 |
1,20 |
2,4 |
||
|
-0,50 |
0,50 |
1,20 |
2,4 |
Расчет выходного дифференциального сопротивления RД(UСИ):
- UCB = ДUСИ/ДIС при UЗИ = const.
|
Uзи |
Uси |
dU |
dI |
R [кОм] |
|
|
0,00 |
3,00 |
1,00 |
0,50 |
2,00 |
|
|
4 |
1,00 |
0,25 |
4,00 |
||
|
5 |
1,00 |
0,1 |
10,00 |
||
|
7 |
1,00 |
0,04 |
25,00 |
||
|
9 |
1,00 |
0,04 |
25,00 |
||
|
0,5 |
3,00 |
1,00 |
0,37 |
2,70 |
|
|
4 |
1,00 |
0,15 |
6,67 |
||
|
5 |
1,00 |
0,085 |
11,76 |
||
|
7 |
1,00 |
0,03 |
33,33 |
||
|
9 |
1,00 |
0,03 |
33,33 |
||
|
1 |
3,00 |
1,00 |
0,2 |
5,00 |
|
|
4 |
1,00 |
0,15 |
6,67 |
||
|
5 |
1,00 |
0,1 |
10,00 |
||
|
7 |
1,00 |
0,025 |
40,00 |
||
|
9 |
1,00 |
0,025 |
40,00 |
||
|
1,5 |
3,00 |
1,00 |
0,15 |
6,67 |
|
|
4 |
1,00 |
0,095 |
10,53 |
||
|
5 |
1,00 |
0,075 |
13,33 |
||
|
7 |
1,00 |
0,02 |
50,00 |
||
|
9 |
1,00 |
0,02 |
50,00 |
|
Uси |
Uзи |
dU |
dI |
R [кОм] |
|
|
3,00 |
0,00 |
1,00 |
0,50 |
2,00 |
|
|
0,50 |
1,00 |
0,37 |
2,70 |
||
|
1,00 |
1,00 |
0,12 |
8,33 |
||
|
1,50 |
1,00 |
0,15 |
6,67 |
||
|
4,00 |
0,00 |
1,00 |
0,25 |
4,00 |
|
|
0,50 |
1,00 |
0,15 |
6,67 |
||
|
1,00 |
1,00 |
0,10 |
10,00 |
||
|
1,50 |
1,00 |
0,10 |
10,00 |
||
|
5,00 |
0,00 |
1,00 |
0,10 |
10,00 |
|
|
0,50 |
1,00 |
0,10 |
10,00 |
||
|
1,00 |
1,00 |
0,10 |
10,00 |
||
|
1,50 |
1,00 |
0,08 |
13,33 |
||
|
7,00 |
0,00 |
1,00 |
0,04 |
25,00 |
|
|
0,50 |
1,00 |
0,05 |
22,22 |
||
|
1,00 |
1,00 |
0,08 |
13,33 |
||
|
1,50 |
1,00 |
0,08 |
13,33 |
||
|
9,00 |
0,00 |
1,00 |
0,04 |
25,00 |
|
|
0,50 |
1,00 |
0,05 |
22,22 |
||
|
1,00 |
1,00 |
0,03 |
33,33 |
||
|
1,50 |
1,00 |
0,02 |
50,00 |
- UCB = ДUСИ/ДIС при UЗИ = const.
Анализ результатов работы, основные выводы
Полученные ВАХ великолепно укладываются в известные нам теоретические модели. Отклонение от ожидаемой величины невелико, что говорит о достаточно качественном исполнении макета и его элементов.
В результате небольшой выборки измерений и последующей их ручной аппроксимации линией, получили достаточно разбросанные значения выходного сопротивления, вплоть до невозможных и противоречащих самой ВАХ транзистора, но в целом отражающие картину изменения сопротивления удобоваримо, по крайней мере, для определения его скоростей роста и замедления, а так же выявления перегибов.
В качестве вывода нужно отметить необходимость, для получения точной картины характеристик транзистора, большего числа измерений, особенно в местах интенсивного изменения скорости роста зависимости.
Формально и полевые и биполярные транзисторы используются во всех диапазонах частот, граничная достигнутая частота для биполярного транзистора составляет 590ГГц. Однако реализация таких высокочастотных биполярных транзисторов чрезвычайно сложна по многим факторам обусловленным необходимостью увеличения скорости носителей и уменьшению внутренней выходной емкости, которая значительно уменьшает коэффициент усиления на высоких частотах за счет емкостной обратной связи. Впервые внимание на этот эффект было обращено Миллером и им же сформулирована теорема согласно которой возможен пересчет емкости обратной связи во входную и выходную емкости.
При этом, полевой транзистор, в отличии от биполярного, управляется напряжением, его входное сопротивление велико, а его входные токи чрезвычайно малы, за счет чего обеспечивается почти полная развязка по постоянному току; в его работе не используется перенос неосновных носителей, как следствие увеличение скорости этих самых носителей.
Литература
- Нойкин Ю.М., Нойкина Т.К., Усаев А.А. «Полупроводниковые приборы СВЧ» учебное пособие 2014г. (http://www.phys.sfedu.ru/~kobrin/sem/).
- Константин Гомоюнов «Транзисторные цепи». 2002 г.
- Жеребцов И.П. «Основы электроники» 5-е издание 1989 г.
- Статьи и методички свободно распространяемые в интернете.
- Дулин В.Н. «Электронные приборы» 4-е издание 1989 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принцип работы полевого транзистора. Стоковые характеристики транзистора. Причина насыщения в стоковой характеристике полевого транзистора. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n-переходом. Инверсия типа проводимости.
лабораторная работа [37,8 K], добавлен 20.03.2007Изучение светоизлучающего диода как полупроводникового прибора с электронно-дырочным переходом, создающего оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. История изобретения, преимущества и недостатки, сфера применения светодиода.
презентация [1,2 M], добавлен 29.10.2014Понятие и классификация полевых транзисторов, их разновидности и функциональные особенности. Входные и выходные характеристики данных устройств, принцип их действия, внутренняя структура и элементы. Физическое обоснование работы и сферы применения.
презентация [2,4 M], добавлен 29.03.2015Использование биполярных транзисторов. Назначение элементов в схемах усилителей с общим эмиттером и коллектором. Температурная стабилизация и форма кривой выходного напряжения. Расчет коэффициентов усиления по току, напряжению и входному сопротивлению.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 15.02.2011Дефекты реальных кристаллов, принцип работы биполярных транзисторов. Искажение кристаллической решетки в твердых растворах внедрения и замещения. Поверхностные явления в полупроводниках. Параметры транзистора и коэффициент передачи тока эмиттера.
контрольная работа [2,9 M], добавлен 22.10.2009Устройство и принцип действия биполярного транзистора, униполярного транзистора. Силовые полупроводниковые приборы, основные требования, предъявляемые к ним. Характеристика динисторов и транзисторов. Параметры предельных режимов работы транзисторов.
лекция [424,0 K], добавлен 14.11.2008Понятие и функциональное назначение биполярного транзистора как полупроводникового прибора с двумя близкорасположенными электронно-дырочными переходами. Анализ входных и выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и базой.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 12.05.2016Принцип действия биполярного транзистора. Его статические характеристики и эксплуатационные параметры. Температурные и частотные свойства транзистора. Эквивалентные схемы полевых транзисторов. Схематическое изображение ПТ с изолированным затвором.
лекция [460,9 K], добавлен 15.03.2009Описание технологии изготовления электронно-дырочного перехода. Классификация разработанного электронно-дырочного перехода по граничной частоте и рассеиваемой мощности. Изучение основных особенностей использования диодных структур в интегральных схемах.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.11.2017Устройство, принцип действия и назначение электронно-коммутируемого вентилятора со встроенной электроникой. Его преимущество и испытание работы. Отличие синхронных и асинхронных двигателей. Принцип пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора.
лабораторная работа [889,3 K], добавлен 14.04.2015Назначение полевых транзисторов на основе металлооксидной пленки, напряжение. Вольт-амперная характеристика управляющего транзистора в крутой линейной части. Передаточная характеристика инвертора, время переключения. Вычисление скорости насыщения.
контрольная работа [103,9 K], добавлен 14.12.2013Эффект поля в Германии при высоких частотах, применение эффекта поля. Дрейфовый и диффузный токи в полупроводниках. Образование обедненных, инверсионных, обогащенных слоев в полупроводнике. Характеристики полевого транзистора, приборы с зарядовой связью.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 24.07.2010История открытия одноэлектронного транзистора, его конструкция, принцип работы, вольт-амперные характеристики. Явление кулоновской блокады. Наноэлектромеханический одноэлектронный транзистор с "механической рукой". Прототип транзистора на основе графена.
реферат [246,7 K], добавлен 12.12.2013Структура и параметры МДП-транзистора с индуцированным каналом, его топология и поперечное сечение. Выбор длины канала, диэлектрика под затвором транзистора, удельного сопротивления подложки. Расчет порогового напряжения, крутизны характеристики передачи.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.11.2010Нахождение параметров нагрузки и количества каскадов усилителя. Статический режим работы выходного и входного множества. Выбор рабочей точки транзистора. Уменьшение сопротивления коллекторного и эмиттерного переходов при использовании ЭВМ-моделирования.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 29.01.2011Биполярный транзистор как трехэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора, его отличительные характеристики, устройство и элементы. Принцип действия транзисторов и схема его включения. Входная и выходная характеристика транзистора.
контрольная работа [234,3 K], добавлен 20.02.2011Выбор и обоснование структурной схемы усилителя гармонических сигналов. Необходимое число каскадов при максимально возможном усилении одно-двухтранзисторных схем. Расчет выходного каскада и входного сопротивления транзистора с учетом обратной связи.
курсовая работа [692,9 K], добавлен 28.12.2014Общие технические характеристики используемого транзистора, схема цепи питания и стабилизации режима работы. Построение нагрузочной прямой по постоянному току. Расчет параметров элементов схемы замещения. Анализ и оценка нелинейных искажений каскада.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.12.2013Понятие и сферы практического использования электронно-оптических преобразователей как устройств, преобразующих электронные сигналы в оптическое излучение или в изображение, доступное для восприятия человеком. Устройство, цели и задачи, принцип действия.
презентация [275,5 K], добавлен 04.11.2015Описание структурной электрической схемы. Составление принципиальной схемы изделия и описание ее работы. Расчет полевого транзистора 2N7002. Определение емкостей конденсаторов на входе и выходе каскада и в цепи эмиттера. Алгоритм поиска неисправности.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2014
