ZADÁNÍ
Změřte úplnou soustavu charakteristik unipolárního tranzistoru KF 520 v pracovním
bodě určeném výrobcem, určete diferenciální parametry a porovnejte je z parametry uvedenými
v katalogu.
ÚVOD
Charakteristickou vlastností bipolárního tranzistoru je, že k řízení svého výstupního
výkonu potřebuje určitý vstupní výkon působící mezi jeho vstupními svorkami jako řídící
veličina. Charakteristické pro tranzistor řízený polem je, že jeho výstupní výkon lze řídit
elektrickým nábojem přivedeným na řídící elektrodu (hradlo). Řídící veličinou je zde elektrické
pole, vyvolané tímto nábojem mezi vstupními svorkami a řízení se děje bez přivádění reálného
výkonu.
Název unipolární tranzistor vyplývá ze skutečnosti, že vedení proudu v tranzistoru
řízeného elektrickým polem se účastní vždy jen většinové nosiče náboje. U tranzistorů FET
(Field effect tranzistors) je vstupní odpor nesrovnatelně vyšší než u bipolárního tranzistoru,
protože u bipolárního tranzistoru je vstupní odpor způsoben vlastností přechodu báze-emitor,
který je polarizován v propustném směru, a proto má malý odpor.. Charakteristiky vstupní
a zpětné se pro tranzistory řízené elektrickým polem neudávají, neboť řídící proud, tj. vstupní
proud tranzistoru je tak malý, že můžeme psát
IG = f(UGE , UCE) = 0.
Chování tranzistoru řízeného elektrickým polem v zapojení se společným emitorem
vyjadřuje linearizované rovnice :
DIC = y21e DUGE + y22e DUCE
DIC = y21 DU1 + y22 DU2
Převodní admitance y21e neboli strmost s má velikost řádově desetiny až jednotky miliampérů
na volt.
Výstupní odpor 1/y22e bývá 104 až 105 W. Vstupní odpor tranzistoru řízeného elektrickým
polem je dán
svodovým odporem izolační vrstvy u tranzistoru typu MIS (1014W) nebo závěrným odporem
přechodu PN
u tranzistoru typu JFET (1012W).
Základní druhy unipolárních tranzistorů:
1. Tranzistor řízený elektrickým polem s izolační vrstvou
(tranzistor řízený elektrickým polem typu MIS)
a) s indukovaným kanálem
b) s vodivým kanálem
2. Tranzistor řízený elektrickým polem s přechodovým hradlem (JFET)
SCHEMA
mA
Z1
R
V1
T
P
Z2
V2
D
KATALOGOVÉ HODNOTY
Použití:
Polovodičové prvky KF520 jsou MOS tranzistory řízené polem, určené především pro
obvody, které vyžadují vysoký vstupní odpor.
Provedení:
Vodivý kanál MOS tranzistoru je typu n a je tvořen při nulovém napětí na řídící
elektrodě. Systém tranzistoru je zapouzdřen v pouzdru K505/P203 se třemi vývody.
Mezní hodnoty: (Teplota okolí +25 °C)
Závěrné napětí kolektor- emitor
UCE
max
30
V
Napětí řídící elektroda-emitor
(UCE = 15 V)
Proud kolektoru
UGE
max
±70
V
IC
max
30
mA
Ztrátový výkon celkový
Teplota přechodu
Teplota okolí při provozu
Ptot
Tj
Ta
max
max
max
300
175
-65…+155
mW
°C
°C
Charakteristické údaje: (Teplota okolí +25 °C)
Zbytkový proud kolektoru
(UCE = 20 V, UGE = -30 V)
Závěrné napětí kolektor-emitor
(IC = 1mA, UGE = -30 V)
Proud kolektoru
(UCE = 10 V, UGE = 0 V)
Strmost
(UCE = 15 V, IC = 5 mA)
Vstupní odpor
Vstupní kapacita
ICEO
0,01
mA
UCEO
>30
V
IC
1…3
mA
y21e
300
mS
Rvst
C11e
>1015
8
Ω
pF
POPIS MĚŘENÍ
Potenciometrem R nastavíme hodnoty UGE, pro které měříme převodní výstupní
charakteristiku. Měření provedeme pro kladné i pro záporné hodnoty napětí UGE. Z výstupních
charakteristik odvodíme charakteristiku převodní, v doporučeném pracovním bodě určíme
parametry daného tranzistoru, strmost S, vnitřní odpor Ri a zesilovací činitel m .
NAMĚŘENÉ A VYPOČTENÉ HODNOTY
Ri = DUCE / DIC [ W ];
y21 = Ri . S
S = DIC / DUGE [ mS ];
12 - 8
Ri =
y21 =
S=
UGE(V) UCE(V)
IC(mA)
5
IC(mA)
2
IC(mA)
0
IC(mA)
-2
IC(mA)
-5
0
0.1
0.3
0.5
1
UGE(V) UCE(V)
IC(mA)
5
IC(mA)
2
IC(mA)
0
IC(mA)
-2
IC(mA)
-5
6
8
10
12
15
ZÁVĚR
2
3
Download

unipolarni tranzistor.pdf