15.05.2010r. 1. Paweł Zajdel TRANZYSTORY POLOWE MOS ELEMENTY ELEKTRONICZNE – LABORATORIUM

(1)

AGH, WEAIiE ELEMENTY ELEKTRONICZNE – LABORATORIUM ^{Rok 1 EiT}

Nr ćwiczenia:

6

Temat:

TRANZYSTORY POLOWE MOS

Ocena:

Data wykonania:

15.05.2010r.

Imię i nazwisko:

1. Paweł Zajdel

TRANZYSTOR N-MOS

Charakterystyka przejściowa tranzystora n-MOS

UDS = 9V =constans UGS [V] ID [mA]

0 0,0086

0,8 0,0100

1,6 0,0380

2,4 0,1584

3,2 0,5747

4,0 1,2875

4,8 2,2387

5,6 3,3744

0,5 0,0006

1,0 0,0029

1,5 0,0107

2,0 0,0396

2,5 0,1496

3,0 0,3725

3,5 0,7080

4,0 1,1462

4,5 1,6737

5,0 2,2780

5,5 2,9472

6,0 3,6688

6,5 4,4333

7,0 5,2287

7,5 6,0447

8,0 6,8733

8,5 7,6995

9,0 8,6830

9,5 9,3300

10,0 10,1260

0 0,0073

0,7 0,0075

1,4 0,0240

2,1 0,0736

2,8 0,3043

3,5 0,7663

4,2 1,4364

4,9 2,2795

5,6 3,2600

6,3 4,3501

7,0 5,5281

7,7 6,7780

8,4 8,0800

9,2 9,6260

10 11,2120

(2)

6,4 4,6493

7,2 6,0310

8,0 7,4910

8,8 9,0100

10,0 11,3760

0 2 4 6 8 10 12

Ch-ka przejściowa tranzystora n-MOS

Ugs [V]

Id [mA]

9V6V

3V

Zakres nasycenia

(3)

0 2 4 6 8 10 12 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Ch-ka sqr(Id)=Ugs

Ugs [V]

Id [mA]

Przybliżona wartość napięcia progowego VT na podstawie ch-ki

√ ^I

D

=U

_GS _V

T=1,8 [V].

Charakterystyka wyjściowa tranzystora n-MOS

Obszar nasycenia

Obszar liniowy 3V9V

UGS=3V=constans UDS[V] ID [mA]

0 0,0005

0,1 0,0882

0,2 0,1591

0,3 0,2134

0,4 0,2531

0,5 0,2808

0,6 0,2993

0,8 0,3211

1,0 0,3335

1,2 0,3414

1,4 0,3472

1,7 0,3536

2,0 0,3588

2,5 0,3659

3,0 0,3721

3,5 0,3779

4,0 0,3832

5,0 0,3932

6,0 0,4026

7,0 0,4119

8,0 0,4216

9,0 0,4326

10,0 0,4464

UGS=6V=constans UDS[V] ID [mA]

0 0,0013

0,1 0,3151

0,2 0,6149

0,3 0,8979

0,4 1,1658

0,5 1,4180

0,7 1,8766

0,9 2,2720

1,2 2,7496

1,5 3,0951

1,8 3,3253

2,2 3,5023

2,6 3,5980

3,0 3,6577

3,5 3,7079

4,0 3,7494

5,0 3,8121

6,0 3,8630

7,0 3,9080

8,0 3,9487

9,0 3,9905

10,0 4,0420 UGS=9V=constans

UDS[V] ID [mA]

0 0,0023

0,1 0,5017

0,2 0,9907

0,4 1,9225

0,5 2,3680

0,7 3,2141

1,0 4,3665

1,4 5,6756

1,7 6,4876

2,0 7,1567

2,5 7,9820

3,0 8,4970

3,5 8,7840

4,0 8,9480

5,0 9,1230

6,0 9,2212

7,0 9,2830

8,0 9,3380

9,0 9,3650

10,0 9,4230

(4)

0 2 4 6 8 10 12 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ch-ka wyjściowa tranzystora n-MOS

Uds[V]

ID[mA]

Wykres pomocniczy do wyznaczenia współczynnika modulacji długości kanału

-132 -112 -92 -72 -52 -32 -12 8 28

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Uds[V]

ID[mA]

Z powyższego wykresy można odczytać przybliżoną wartość współczynnika modulacji długości kanału

jako

1 λ =−88→ λ=−0 , 01136

[1/V].

TRANZYSTOR P-MOS

(5)

Charakterystyka wyjściowa tranzystora p-MOS

-12 -10 -8 -6 -4 -2 0

-0.16 -0.14 -0.12 -0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0

Ch-ka wyjściowa tranzystora p-MOS

Uds[V]

Id[mA]

Wykres pomocniczy do wyznaczenia współczynnika modulacji długości kanału Ugs = 3V=constans

Uds[V] Id[mA]

-0 -0,0001

-0,5 -0,0004

-1,0 -0,0004

-2,0 -0,0413

-3,0 -0,0446

-4,0 -0,0454

-5,0 -0,0459

-6,0 -0,0466

-7,0 -0,0463

-8,0 -0,0460

-9,0 -0,0458

-10,0 -0,0456

Ugs= 6V=constans Uds[V] Id[mA]

0 -0,0010

-0,5 -0,0008 -1,0 -0,0008 -1,5 -0,0008 -2,0 -0,0565 -3,0 -0,0969 -4,0 -0,0972 -5,0 -0,0974 -6,0 -0,0974 -7,0 -0,0974 -8,0 -0,0972 -9,0 -0,0974 -10,0 -0,0973 Ugs = 9V=constans

Uds[V] Id[mA]

0 -0,0007

-0,5 -0,0008

-1,0 -0,0003

-2,0 -0,0638

-3,0 -0,1520

-4,0 -0,1500

-6,0 -0,1480

-7,0 -0,1481

-8,0 -0,1470

-9,0 -0,1463

-10,0 -0,1460

(6)

-30 -10 10 30 50 70 90 110

-0.16 -0.14 -0.12 -0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0

Uds[V]

Id[mA]

Z powyższego wykresy można odczytać przybliżoną wartość współczynnika modulacji długości kanału

jako

1 λ =92→ λ=0 , 01086

[1/V].

Charakterystyka przejściowa tranzystora p-MOS Obszar nasycenia 9V

Uds = 3V=constans Ugs[V] Id[mA]

0 -0,0005

-0,1 -0,0006 -0,2 -0,0011 -0,3 -0,0018 -0,4 -0,0025 -0,5 -0,0033 -0,6 -0,0042 -0,7 -0,0050 -0,9 -0,0070 -1,2 -0,0102 -1,5 -0,0138 -2,0 -0,0202 -3,0 -0,0345 -4,0 -0,0500 -5,0 -0,0663 -6,0 -0,0838 -7,0 -0,1028 -8,0 -0,1212 -9,0 -0,1410 -10,0 -0,1580

(7)

-0,1 -0,0006 -0,2 -0,0013 -0,3 -0,0020 -0,4 -0,0028 -0,5 -0,0037 -1,0 -0,0087 -1,5 -0,0145 -2,0 -0,0205 -3,0 -0,0343 -4,0 -0,0491 -5,0 -0,0648 -6,0 -0,0810 -7,0 -0,0983 -8,0 -0,1168 -9,0 -0,1362 -10,0 -0,1561

-12 -10 -8 -6 -4 -2 0

-0.18 -0.16 -0.14 -0.12 -0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0

Ch-ka przejściowa p-MOS

Ugs[V]

Id[mA]

Zakres liniowy

-0,1 -0,0006

-0,2 -0,0014

-0,4 -0,0030

-0,5 -0,0039

-1,0 -0,0090

-1,5 -0,0150

-2,0 -0,0215

-3,0 -0,0354

-4,0 -0,0503

-5,0 -0,0660

-6,0 -0,0826

-7,0 -0,1000

-8,0 -0,1185

-9,0 -0,1377

-10,0 -0,1578

(8)

Na podstawie powyższej ch-ki można określić w przybliżeniu wartość napięcia progowego.

Tranzystor ten posiada kanał bez polaryzacji bramki. Jest to tranzystor p-MOS „normalnie włączony”.

Wnioski

Wykonane przeze mnie pomiary potwierdzają zwłaszcza dla tranzystora n-MOS prawie idealnie pasują do charakterystyk teoretycznych. Dzieki wyznaczonym charakterystykom można w szybki sposób obliczyć wartość napięcia nasycenia(odcięcia) jako UGS-VT. Ponadto mogę stwierdzić że tranzystor MOS pracuje dla bardzo małych zmian napięcia drenu jako rezystor liniowy. W badanym tranzystorze n-MOS kanał nie istnieje bez polaryzacji bramki – jest to tranzystor „normalnie wyłączony”. Duży kłopot sprawił wykonującemu ćwiczenie tranzystor p-MOS którego charakterystyka pokazuje że kanał istnieje bez polaryzacji bramki. Dlatego też uważam że jest to tranzystor „normalnie włączony”.

15.05.2010r. 1. Paweł Zajdel TRANZYSTORY POLOWE MOS ELEMENTY ELEKTRONICZNE – LABORATORIUM

15.05.2010r.

1. Paweł Zajdel

Ch-ka przejściowa tranzystora n-MOS

Zakres nasycenia

Ch-ka sqr(Id)=Ugs

√ I

=U

Ch-ka wyjściowa tranzystora n-MOS

1

λ =−88→ λ=−0 , 01136

Ch-ka wyjściowa tranzystora p-MOS

1

λ =92→ λ=0 , 01086

Ch-ka przejściowa p-MOS

√ ^I