Microsoft Word - DCE - lucrarea 5.doc

Documente similare
CHESTIONAR

1

CURRICULUM VITAE

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

Circuite Integrate Analogice Celule fundamentale Surse de curent integrate Facultatea de Electronică Telecomunicații și Tehnologia Informației Doris C

FILTRE DE REALIZARE CU CIRCUITE DE INTEGRARE

Microsoft Word - IngineriF_A.DOC

PowerPoint Presentation

Subiecte

Slide 1

Microsoft Word - Subiecte scs1lab 2010_V03.doc

Test 5: Referat examen an II ELECTRONICA APLICATA Sisteme de achizitii de date 1. Sa se exprime in scarile de temperature Celsius si Farentheit temper

Always leading the pack SEMICONDUCTOR FUNDAMENTAL DL 3155M11R Laborator TIME

Laboratorul numarul 6 Reglarea turaţiei motorului asincron prin variația frecvenței de alimentare cu păstrarea raporului U/f constant Expresia turaţie

Microsoft Word - L25Ro_Studiul efectului Hall_f_RF

BAZELE ELECTRONICII LUCRĂRI PRACTICE

Microsoft Word - Lucrarea 14.doc

MULTIMETRU DIGITAL AX-585 INSTRUCŢIUNI DE UTILIZARE

Microsoft Word - L5.1 - Regulatoare bi si tripozitionale.doc

Slide 1

Slide 1

Microsoft PowerPoint - ST_5

ep0126

VI. Achiziția datelor în LabVIEW

REDRESOARE – simulare PSPICE

Laboratorul numărul 12 Transformatorul pentru sudură Pentru a realiza aprinderea și întreținerea în cele mai bune condiții este necesar ca transformat

ep0091

ep0117

Redresoare comandate.doc

Microsoft Word - C05_Traductoare de deplasare de tip transformator

Lucrarea 10

PowerPoint Presentation

CUPRINS

Laborator 2

Laboratorul numărul 8 Motorul de curent continuu cu excitație mixtă Motorul de curent continuu cu excitație mixtă prezintă două înfășurări distincte p

Anunt concurs extern tehnicieni la DSNA SIBIU - martie

Nr Analizor de spectru pana la 1 GHz (prima parte) - DTMF cu 4 sau 8 canale - Microemitator UHF - Receptor pentru banda de 7MHz - Analizor de d

Microsoft Word - 12 Emilia PAUSAN.doc

Laboratorul numărul 7 Motorul de curent continuu cu excitație serie Motorul de curent continuu cu excitație serie este motorul la care înfășurarea de

Microsoft Word - Probleme-PS.doc

MULTIMETRU DIGITAL CU SCHIMBARE AUTOMATĂ A DOMENIULUI AX201 INSTRUCŢIUNI DE UTILIZARE

Electricitate II

Generarea semnalelor standard 1 Scopul lucrării Familiarizarea cu modul de generare şi reprezentare în mediul Matlab a semnalelor de test, considerate

Controlerul LCD

Lucrarea 13. Controlul unor procese complexe printr-o platforma de tip Arduino (continuarea lucrarii 12) 1. Obiectivul lucrarii Lucrarea isi propune s

Lucrarea 7 Filtrarea imaginilor BREVIAR TEORETIC Filtrarea imaginilor se înscrie în clasa operaţiilor de îmbunătăţire, principalul scop al acesteia fi

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Tineretului Subiecte pentru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii 30 APRIL

Art. BG INSTRUCTIUNI DE UTILIZARE Multimetru Digital GARANTIE Acest produs este garantat ca fiind lipsit de defectiuni legate de materiale folos

PROGRAMA ANALITICĂ PENTRU CLASA A X-A, CURSURI DE EXCELENŢĂ ANUL ŞCOLAR Studiul fizicii în clasele de excelenţă are ca finalitate încheierea

ep0264

Senzor inductiv de deplasare liniară

rrs_12_2012.indd

REGULAMENT

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

CURS II Modelarea scurgerii în bazine hidrografice Modelarea scurgerii lichide pe versanţii bazinului hidrografic Modalităţi de cercetare a scurgerii

PowerPoint Presentation

PROBLEME PRIVIND INSTABILITATEA UNOR CALCULE ALE MECANISMELOR

2

Unelte ce se regasesc in Viewer (CD, Stick) Uneltele de baza Uneltele de baza includ cele mai comune unelte folosite in modulele OnDemand 3D App. Unel

Calitate aer comprimat Masurarea calitatii aerului comprimat conform ISO 8573 Continut de ulei rezidual - particule - umezeala Masurare continut ulei

Inspiron Specificaţii

Microsoft Word - TIC5

Dispozitive BENDER pentru monitorizarea rezistenţei de izolaţie Pornind de la necesitatea unui sistem de alimentare cu energie electrică cât mai sigur

Cuprins

Brosura laborator limba romana.cdr

Inspiron Specificaţii (Battery)

Microsoft Word - S_c63.doc

Tematica licenţă –FIZICA

Laborator de Fotometrie si Compatibilitate Electromagnetica Competente si tarife Laborator acreditat conform SR EN ISO/CEI ELECTROMAGNETICA

Alimentatoare AX-3003D, AX-3005D AX-1803D Instrucţiuni de utilizare

Teste şi Măsurători de CIEM. Introducere în Măsurări Electromagnetice pentru Determinarea Compatibilităţii şi Interferenţei Electro-Magnetice. Metode

PowerPoint Presentation

Cobzariu Ana-Maria 56RC Termorezistori cu semiconductori Structură, caracteristici, proprietăţi Termorezistentele sunt traductoare de temperatura care

Microsoft Word - filtre biquad final_23_11.doc

fc 1 distribuitoare hidraulice dn6.cdr

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - manual civic ro.doc

Direct Current (DC) Electric Circuits

6

Microsoft Word - planInvLicenta-ET doc.doc

Slide 1

AWZ820_III_RO_v2.2

IM - Imagistica Medicala

DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG

Slide 1

Minicurs CCS C / Aplicatia1 1.Programul CCS C Compiler. Instalare.Creare proiect. Descarcati ultima versiune a programului de

U.T.Cluj-Napoca, C.U.N. Baia Mare Facultatea: Inginerie PLAN de INVĂŢĂMÂNT Domeniul: Inginerie Energetică anul univ Program licenţă: Ingine

RAPORT FINAL Perioada de implementare: CU TITLUL: Analiza și testarea distribuției câmpului electric la izolatoare din materiale compozite p

Microsoft Word - HMM - Instructiuni de instalare.doc

Microsoft Word - 01_Introducere.doc

Microsoft Word - 11_Evaluare ETC_master_Master_ESI.doc

Microsoft Word - RECEPTOR CD 202E

Clustere şi impurităţi în sisteme complexe

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

P/N: X UT131A/B/C/D Multimetru pentru mână Manual de utilizare I. Prezentare Produsele din seria UT131 de nouă generație, redefinesc stand

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA FACULTATEA DE FIZICA CONCURSUL NAȚIONAL DE FIZICĂ CONSTANTIN SĂLCEANU 30 MARTIE 2019 Sunt obligatorii toate subiec

Fișă tehnică Servomotoare axiale RV 01 Servomotoarele axiale RV 01 sunt potrivite pentru a controla acțiunea robineților cu 2 sau 3 porturi pentru apl

Olimpiada Națională de Astronomie şi Astrofizică Aprilie 2019 Analiza Datelor - Seniori Problema 1 - Quasar 3C273 Spectrul optic al quasarului 3C273 c

1 / 13

Transcriere:

LUCRAREA 5 TRANZISTORUL CU EFECT DE CÂMP CU POARTĂ JONCŢIUNE 5.1. Prezentare teoretică Tranzistorul cu efect de câmp cu poartă joncţiune este un dispozitiv electronic cu patru electrozi (D-dreană, S-sursă, G-grilă sau poartă şi B-substrat). Simbolurile TECJ-ului cu canal n, respectiv cu canal p sunt prezentate în fig. 5.1. Săgeata este orientată de la zona p spre zona n. În funcţionare obişnuită grila este legată la substrat şi tensiunea V GE se aplică simultan ambelor joncţiuni. Conductanţa electrică este asigurată de un singur tip de puratori de sarcină. Funcţionarea acestor tarnzistoare se bazează pe variaţia conductibilitaţii unui canal din material semiconductor a cărui dimensiune transversală este controlată prin câmpul electric transversal dintre grilă şi masa semiconductorului, unde este indus canalul. Tensiunea V este negativă la un TECJ cu canal n; joncţiunea fiind invers polarizată, creşterea tensiunii conduce la o scadere a curentului. Deoarece intrarea TECJ-ului este de fapt o diodă semiconductoare invers polarizată, rezistenţa de intrare este foarte mare şi curentul absorbit de grilă extrem de mic. Putem deci considera că I D =I S, unde I D şi I S reprezintă curentul de drenă, respectiv de sursă. Ne vom referi la un TECJ cu canal n în conexiunea SC, pentru care vom discuta caracreristicile de ieşire şi cele de transfer. Caracreristicile de ieşire studiate sunt definite de familia curbelor I D =I D (V ) cu V parametru, ilustrate în fig. 5.2. Se disting urmatoarele zone de funcţionare în planul caracteristicilor statice: regiunea liniara (ohmica), regiunea de saturaţie, regiunea de blocare şi regiunea de străpungere. În zona ohmică curentul I D creşte aproximativ liniar cu tensiunea V dupa care se instaleaza progresiv saturaţia. Cauza o reprezintă îngustarea canalului spre drenă unde, datorită lui V potenţialul este mai ridicat, polarizarea inversă mai accentuată şi regiuniile golite mai extinse. Condiţia de saturaţie este: V sat = V V P (5.1) unde V P, denumită tensiune de prag, reprezintă tensiunea V pentru care I D este zero. Pentru V < V P tranzistorul este blocat. Zona de străpungere apare darorită mecanismelor de multiplicare în avalanşă a purtătorilor de sarcină. Pentru a funcţiona ca amplificator liniar punctul instantaneu de funcţionare trebuie sa aparţină zonei permise din cadrul caracteristicilor de ieşire, impusa de neliniaritaţile caracteristicilor şi limitările de tensiune, curent şi putere ale tranzistorului. Frontierele acestei regiuni sunt: caracteristica I D (V ) pentru V =0, curba de disipaţie maximă P DM = V I D, dreapta V = V (BR), ce reprezintă tensiunea de străpungere, parabola V Dssat = V V P şi dreapta I D = 0. În alte aplicaţii TECJ-ul se utilizează în regiunea liniară. Pentru valori mici ale tensiunii V (<0,1V) şi pentru tensiuni V GB nu prea apropiate de V P, caracteristicile pot fi aproximate ca fiind liniare, deci TECJ+ul se comportă ca un rezistor controlat de tensiunea V. În zona de saturaţie curentul I D depinde practic numai de tensiunea V. Forma caracteristicii de transfer I D = I D (V ) cu V constant este dată în figura 5.3, iar expresia analitică fiind aproximată de relaţia(5.2): I D =I S (1-V /V P ) 2, V > V Dssat (5.2) unde I S reprezintă valoarea maximă a curentului, pentru V zero. În regim de semnal mic şi joasă frecvenţă se definesc următorii parametri: - panta sau transconductanţa

g i D m = LV (5.3) v - conductanţa de drenă id 1 gm = LV = v r D (5.4) - rezistenţa de intrare r v = LV (5.5) ig Rezistenţa de intrare este de ordinul 10 9-10 10 Ω şi de regula se neglijează. În zona de saturaţie, considerând expresia empirică a curentului I D, putem scrie relaţia: 2I S V gm = 1 (5.6) VP VP cu V P < 0 pentru TECJ-ul cu canal n. Valorile tipice pentru panta TECJ-ului sunt de 40-50 de ori mai mici ca la tranzistoarele bipolare (0,1-10 ma/v) şi pentru r d de 0,1-1 MΩ. Valoarea nenula a lui g d explică existenţa unei pante mici a caracterisiticii I D (V ) în regiunea de saturaţie. Pentru zona ohmică putem scrie că: 2I S V gd = 1 (5.7) VP VP aproximativ constantă pentru V constant. Circuitul echivalent de semnal mic şi joasa frecvenţă este reprezentat în figura 5.4a. Dependenţa i D (v GD ) în jurul unui PSF poate fi aproximată liniar dacă V gs este suficient de mic faţă de V P. La înalta frecvenţă trebuie să considerăm efectele parazite ce apar între elecrozi. Cicuitul echivalent de semnal mic şi înalta frecvenţă este indicat in figura 5.5b. Capacitaţile C gs şi C gd reprezintă capacitaţile de barieră ale joncţiunilor şi GD, tipic de ordinul 1-10 pf, iar C ds este capacitatea canalului (0,1-1pF). Comportarea tecj-ului in regim de comutare- Schema corespunzătoare funcţionării tranzistorului în regim de comutare este reprezentată în figura 5.5. TECJ-ul se comportă practic ca un întrerupător deschis în starea de blocare datorită rezistenţei de ieşire mari (10 8-10 12 Ω cu 2-3 ordine de mărime mai mare decăt la tranzistorul bipolar) şi curentul rezidual foarte mic (mai mic decât 1nA). În regim liniar tensiunea V este mai mare decât V Cesat datorită rezistenţei mai mari a canalului ( 1Ω + -1kΩ faţă de 1-30Ω la tranzistorul bipolar), astfel inc t tecj-ul nu se comportă ca un întrerupător ideal în cazul c nd este deschis. La aplicarea comenzii de comutare directă, datorită valorii reduse a capacităţii de intrare, procesul din circuitul de intrare este foarte scurt. Capacitatea C p se descarcă pe rezistenţa r d. Timpul de comutare directă t cd este determinat de constanta de timp a acestei capacităţi. La aplicarea comenzii de comutare inversă închiderea canalului şi evacuarea sarcinii pozitive de pe grilă se realizează practic instantaneu, t d fiind dat de timpul de încărcare a capacităţii C p la tensiunea E D. Datorită faptului că i D este un curent de purtători majoritari, acesta este comandat instantaneu de v G (timpul de tranzit al purtătorilor majoritari prin canal este neglijabil şi nu mai intervin fenomenele de acumulare de sarcină ca la tranzistorul bipolar). De aici şi timpi de comutaţie mai mici decât la tranzistorul bipolar( 20 100 ns), însă comportarea tecj-ului în regim de comutare este determinată de elementele parezite, după cum s-a discutat anterior.

5.2. Apatate necesare: - sursă de c.c. cu tensiune stabilizată - multimetru - generator de semnal sinusoidal - generator de semnal dreptunghiular - osciloscop. 5.3. Desfăşurarea lucrării 1. Se consideră circuitul din figura 5.6. pentru ridicarea caracteristicii de ieşire I D (V ), la V constant. Se variază V GG astfel încât să se obţină valorile tensiunii V din tabelul 5.1, limita superioară fiind V P şi V DD astfel încât să obţinem pentru V valorile corespunzătoare din acelaşi tabel. Curentul de drenă se calculează cu ajutorul relaţiei 5.8: VDD V I D = (5.8) R 2 2. Se inversează polatitatea sursei V DD şi se variază astfel încât V să ia valotile -0,5V, -0,3V şi 0,1V. Se calculează pentru fiecare valoare a tensiunii V DD curentul I D. 3. Pentru V =2V şi V variind din 0,5V în 0,5V, de la 0 la 2V, se va studia regimulde semnal mic şi joasă frecvenţă. În punctul I se aplică semnalul sinusoidal astfel încât amplitudinea tensiunii V gs =10mV. Se măsoară amplitudinea tensiunii V dr şi se calculează transconductanţa g m Ş Vds 1 gm = (5.9) R2 Vgs Pentru V =2V şi V =-1V se determină rezistenţa r d. Se înlocuieşte R 2 cu R 4 şi se obţine o nouă valoare pentru tensiunea V ds. Valoarea r d se calculează cu relaţia: ( R2 R4) RV 4 ' ds rd = (5.10) RV 2 dr RV 4 ' ds 4. Sursa de tensiune V GG se reglează astfel încât V =-1V şi V DD astfel încât V =3V. Pe intrarea I 1 se aplică semnal dreptunghiular de frecvenţă 1MHz şi amplitudine 1V. Se vizualizează forme de unde ale tensiunii în grilă şi în drenă. 5. Se vor rula programele de simulare în PSPICE asociate acestei lucrări din anexa 2, ridicându-se în cazul fiecarui fişier schema corespunzătoare. 5.4. Prelucrarea datelor experimentale 1. Cu datele din tabelul 5.1. se ridică familia de caracteristici de ieşire I D (V ), pentru V gs = constant, utilizând ăi rezultatele obţinute la punctul 5.3.2. 2. Din panta fiecarei drepte, în jurul originii, se determină g d în zona liniară. 3. Se determină valoarea curentului I S din graficul I D (V ) pentru V = 0, V =-V P 4. Se reprezintă graficul pentru V =1V şi V =2V caracteristica de transfer I D (V ). Se reprezintă grafic ID ( V ) şi se determină V P prin extrapolare până la I D zero. 5. Cu datele obţinute la 5.3.3. se reprezintă brafic g m (V ) la V =2V şi pe acelaşi grafic valorile teoretice ale lui g m, calculate cu expresia din (5.6). 6. Se reprezintă pe acelaşi grafic g d (V ) în zona liniară, obţinută ca la punctual 5.4.2, şi g d calculată cu ajutorul relaţiei (5.7).

7. Se explică formele de undă obţinute la punctual 3.4. 8. Se vor comenta rezultatele obţinute prin rularea programelor de simulare. V (V) 0-0,5-1 -1,5-2 -2,5-3 V (V) 0 0,1 0,3 I D (ma) 0,5 0,8 1 5 Tabelu 5.1