3.1. Цель работы.
Изучение статических вольт-амперных характеристик полевого транзистора при нормальной и повышенной температурах в схеме с общим истоком, определение его параметров.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему рис. 3. На схеме Uз – источник напряжения для питания цепи затвора, Ес – источник напряжения питания цепи стока. В цепь затвора транзистора включен микроамперметр для контроля тока и вольтметр Uзи для измерения напряжения на затворе транзистора. В цепи стока установлены приборы для измерения тока стока транзистора Iс и напряжения между стоком и истоком Uси.
2. Установить сопротивление амперметров равным 1Ом, вольтметров – 10 мОм. Выбрать из библиотеки транзистор заданного типа. Записать его параметры.
3. Установить напряжение на затворе Uз=0. Напряжение Ес равным 15В. Включить режим моделирования и убедиться, что схема работает. Записать величину тока стока. Эту величину обозначим через Icmax.
 |
Рис.3. Схема для снятия характеристик транзистора
4. Включить режим моделирования и записать значения Iб, IК, UбЭ и UКЭ. Отметить фактическое положение рабочей точки на характеристиках. Если UКРТ существенно отличается от необходимого
значения (более 15%), скорректировать величину одного из резисторов делителя в цепи базы (рекомендуется Rб1). Нанести на графики коллекторных и базовых характеристик фактическое положение нагрузочной прямой и на ней положение рабочей точки.
5.Проведение исследования
5.1. Определение характеристик
Изменяя сопротивление Rб1, установить напряжение на базе равным примерно 0.5 В (500 мВ). Записать полученные значения токов и напряжений в таблицу. Уменьшая далее сопротивление Rб1, установить ток базы 9 - 11 мкА, далее 20 мкА, каждый раз записывая показания приборов в таблицу. Далее устанавливать ток базы такой величины, какой принимался в работе 2. Наконец, дойти до величины Iбнас. После того как ток коллектора достигнет значения Iкнас, увеличить ток базы еще на 20 мкА и записать полученные значения. Убедиться, что ток коллектора более не увеличивается, а Uк не уменьшается.
Повторить опыт, уменьшая ток базы на 20 мкА и занося значения в таблицу.
Заготовить таблицу 8, оставив в каждом столбце место для двух значений измеряемой величины.
| Iб, мкА | … | Iбнас | +20 мкА | ||||||
| Uб, мВ | |||||||||
| Uк, В | 15 - 20 | ||||||||
| Iк, мА |
5.2.Исследование влияния температуры
Установить ток базы такой величины, чтобы ток коллектора совпал с одним из значений таблицы 8, расположенной в области
1 мА. Записать значения токов и напряжений "холодного" транзистора. Установить температуру окружающей среды равную 50˚С (опция Analysis options меню Analysis, вкладка Global).
Вновь записать значения токов и напряжений "горячего" транзистора. Заполнить таблицу 9.
Таблица 9
| Iб | Uб | Iк | Uк | |
| T = 20oC | ||||
| T = 50oC | ||||
| Изменение |
при UКРТ=(0,4-0,5)ЕК. Желательно установить РТ на пересечении нагрузочной прямой и одной из коллекторных характеристик.
Пример построения нагрузочной прямой и выбора рабочей точки приведен на рис.4.
Определить по характеристикам необходимый ток базы IбРТ транзистора и напряжение на базе UбЭРТ при этом токе. Спроектировать РТ на ось тока и напряжения. Определить напряжение на коллекторе Uк и ток коллектора Iк.
2. Определить параметры делителя в цепи базы. Для этого принять ток через резистор Rб1 IД=(4÷6)IбРТ, тогда Rб1=(ЕК-UбРТ)/IД, Rб2=UбЭРТ/(IД-IбРТ). Принять значения сопротивлений резисторов равными ближайшим из ряда Е12.
3. Собрать схему усилительного каскада рис.5. Установить вычисленное значение Rк. В цепях базы и коллектора включены приборы для измерения токов Iб и Iк и напряжений UбЭ и UКЭ.
 |
Рис.5. Схема усилительного каскада на постоянном токе
Эти приборы должны быть включены в режиме измерения постоянных токов (DC). Сопротивления вольтметров установить равными 10 мОм, амперметров – 1Ом.
Величина резистора Rб1 устанавливается порядка 0.3 мОм.
4. Измерить напряжение отсечки Uзиотс при котором ток стока становится приблизительно равным
Iс = 10 мкА. Для этого необходимо увеличивать напряжение Uз. (Это напряжение может иметь значения от 0.5 до 1.5 В).
