Лабораторна робота N 3

Дослідження польових транзисторів.

Мета роботи-експериментально зняти статичні вольт-амперні характеристики польового транзистора з керуючим p-n- переходом і визначити параметри.

Лабораторна робота виконується на універсальному стенді. Напівпровідникові прилади, робота яких основана на модуляції опору напівпровідникового матеріалу поперечним електричним полем,називають польовими (уніполярними) транзисторами. В цих приладах електричний струм створюється носіями заряду тільки одного типу:електронами або дірками.

Польові транзистори (ПТ) бувають двох типів: з керуючим p-n переходом і структури метал-діелектрик-напівпровідник (МДН- транзистори).ПТ відрізняється від БПТ тим, що він керується електричним полем, яке створюється вхідною напругою.

Транзистор з керуючим p-n переходом представляє собою пластинку з напівпровідника, який має провідність типу n або р, від кінців якої відходять два виводи-електроди стоку і витоку. Вздовж пластинки виготовлений електричний p-n-перехід, від якого зроблено третій відвід - затвор. Зовнішнє електричне поле підключається між стоком і витоком так, щоб проходив струм, а напруга підведена до затвору, зміщувала електричний перехід в зворотному напрямі.

Область напівпровідника, яка розташована під переходом називається каналом, і її опір залежить від напруги на затворі.Розміри переходу збільшуються або зменшуються в залежності від полярності напруги прикладаної до затвору, що приводить до зменшення або збільшення електричного опору каналу. Електрод, від якого починають рухатися основні носії заряду в каналі, називають витоком, а електрод, до якого рухаються-стоком.

Канал польового транзистора може бути виготовлений із напівпровідника з провідністю типу p або n, а відповідно і напруга, яка підводиться до затвору буде негативною або позитивною.

Основними характеристиками ПТ являються:

1.Стокова (вихідна) вольт-амперна характеристика: I_c=¦ (U_c) при U_з=const

2.Стокозатворна - I_c=¦ (U_з) при U_с-const (див.рис.3.1)

Рис.3.1. ВАХ польового транзистора з керуючим p-n-переходом.

Напруга між затвором і витоком, при якій струм стоку досягає заданого низького рівня(І_сÞ0) називають напругою відсічки польового транзистора U_{зі відс}. При низьких напругах U_св і малому струмі І_с транзистор поводить себе як лінійний опір. При підвищенні напруги U_св характеристика І_св=¦(U_с) стає нелінійного, що пов’язано із звуженням каналу біля стокового виводу. При деякім значенні струму відбувається насичення, при якому І_с мало змінюється зі збільшенням U_с. Напруга, при якій відбувається режим насичення, називається напругою насичення. Вплив U_зв і U_св практично однаковий, тому при U_з¹0 режим насичення буде при меншій напрузі U_св.

В зв’язку з тим, що керування ПТ відбувається напругою на затворі, то для кількісної оцінки керуючої дії затвору використовують крутість характеристик

S=dI_c/dU_з при U_c = const

Підсилюючі властивості ПТ характеризують коефіцієнтом підсилення

m=-dU_c/dU_з при I_c=const

Опір каналу, який характеризує нахил ВАХ в заданій точці

R_і= dU_c/dI_c при U_з=const

Ці параметри пов’язані між собою залежністю m=S*R_i