AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA BYDGOSZCZ INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I ELEKTROTECHNIKI
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI
Laboratorium elementów i układów elektronicznych			Imię i nazwisko:
Nr ćw.4 Temat: Tranzystor polowy J-FET.			Janusz Frąckowiak Sławomir Cieśliński Nr grupy: I 4 Semestr: 4
Data wykonania	Data oddania spr.	Ocena
			Instytut: TiE

1. Cel ćwiczenia.

Wyznaczanie wybranych charakterystyk statycznych i parametrów tranzystora polowego J-FET oraz zapoznanie się z jego właściwościami jako rezystora sterowanego napięciem.

2.Schematy pomiarowe.

2.1. Pomiar charakterystyk statycznych oraz charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora polowego pracującego jako rezystor sterowany napięciem.

2.2. Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora polowego pracującego w układzie z polaryzacją wstępn --> [Author:(null)] ą.

3. Wyniki pomiarów.

Pomiar charakterystyki wyjściowej.

U_GS = 0V

ID	mA	-3,503	-2,113	-1,307	-0,024	1,809	4,507	4,895	5,092	5,104	5,078
UDS	V	-0,752	-0,506	-0,300	-0,010	0,505	2,000	3,055	5,999	8,018	10,00

U_GS = -0,25V

ID	mA	-3,074	-2,042	-0,403	-0,009	1,591	3,350	3,937	4,060	4,109	4,105
UDS	V	-0,734	-0,510	-0,108	-0,002	0,528	1,506	3,012	5,046	8,044	10,23

U_GS = -0,5V

ID	mA	-2,730	-1,394	-0,347	-0,038	2,218	2,928	3,112	3,171	3,205	3,201
UDS	V	-0,735	-0,404	-0,106	-0,009	1,002	2,067	4,002	6,026	8,036	10,02

U_GS = -0,75V

ID	mA	-2,403	-1,204	-0,612	0,000	0,508	2,069	2,311	2,374	2,415	2,399
UDS	V	-0,737	-0,400	-0,213	0,002	0,205	1,507	3,017	5,059	8,024	10,02

U_GS = -1V

ID	mA	-2,077	-1,626	-1,039	-0,003	0,209	1,329	1,639	1,637	1,694	1,674
UDS	V	-0,739	-0,600	-0,405	0,001	0,101	1,005	4,008	6,057	8,054	10,02

U_GS = -1,5V

ID	mA	-1,447	-0,605	-0,142	-0,007	0,404	0,541	0,570	0,585	0,595	0,601
UDS	V	-0,742	-0,400	-0,101	-0,003	0,510	2,023	4,053	6,035	8,064	10,02

U_GS = -2V

ID	mA	-0,782	-0,552	-0,273	0,000	0,035	0,043	0,046	0,048	0,049	0,047
UDS	V	-0,746	-0,607	-0,401	0,003	0,511	2,067	4,012	6,018	8,067	10,02

3.2. Pomiar charakterystyki przejściowej.

U _DS= 5V

ID	mA	4,972	4,546	3,998	2,440	1,568	0,765	0,271	0,092	0,000
U GS	V	0,000	-1,006	-0,252	-0,718	-1,033	-1,396	-1,713	-1,908	-2,440

U _DS = 10V

ID	mA	5,06	4,60	3,06	1,60	0,57	0,18	0,92
U GS	V	0,000	-0,100	-0,528	-1,033	-1,515	-1,810	-2,317

3.3.Pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora polowego pracującego jako rezystor sterowany napięciem.

U_GS = 0V

ID	mA	-3,450	-2,783	-2,241	-1,291	-0,440	-0,020	0,405	0,769	1,145	1,788	2,370
UDS	V	-0,733	-0,607	-0,500	-0,300	-0,106	0,000	0,106	0,200	0,309	0,504	0,705

U_GS = -0,25V

ID	mA	-2,911	-2,003	-1,575	-0,742	-0,375	-0,008	0,357	0,990	1,547	1,814	2,056
UDS	V	-0,704	-0,504	-0,405	-0,199	-0,102	0,000	0,105	0,304	0,500	0,605	0,707

U_GS = -0,5V

ID	mA	-2,570	-2,146	-1,794	-1,393	-1,036	-0,324	0,000	0,297	0,865	1,344	1,743
UDS	V	-0,706	-0,602	-0,513	-0,408	-0,314	-0,101	0,001	0,101	0,307	0,507	0,717

U_GS = -0,75V

ID	mA	-2,250	-1,873	-1,539	-0,875	-0,299	0,000	0,261	0,721	0,931	1,106	1,422
UDS	V	-0,701	-0,602	-0,506	-0,303	-0,109	0,001	0,104	0,304	0,407	0,502	0,700

U_GS = -1V

ID	mA	-1,941	-1,328	-1,019	-0,499	-0,232	0,000	0,216	0,583	0,890	1,004	1,118
UDS	V	-0,703	-0,509	-0,401	-0,208	-0,100	0,001	0,104	0,301	0,507	0,600	0,710

U_GS = -1,5V

ID	mA	-1,325	-1,106	-0,879	-0,483	-0,294	-0,137	0,000	0,123	0,297	0,397	0,454
UDS	V	-0,701	-0,609	-0,508	-0,309	-0,201	-0,100	0,000	0,107	0,307	0,504	0,705

U_GS = -2V

ID	mA	-0,695	-0,534	-0,385	-0,164	-0,032	0,000	0,017	0,031	0,033	0,035
UDS	V	-0,704	-0,604	-0,498	-0,301	-0,101	0,001	0,108	0,400	0,509	0,704

3.4. Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora polowego pracującego w układzie z polaryzacją wstępną.

U _I =-0,026 V

ID	mA	-2,777	-2,377	-2,122	-1,616	-0,821	-0,010	0,799	2,397	3,997	6,675	7,406
UDS	V	-0,704	-0,600	-0,535	-0,406	-0,205	-0,001	0,201	0,602	1,003	2,004	2,603

7,728	8,110	8,230	8,336	8,419	8,490	8,490
3,025	4,021	5,003	6,006	7,014	9,024	10,005

4. Charakterystyki tranzystora J-FET.

4.1. Charakterystyka wyjściowa.

4.2.Charakterystyka przejściowa.

4.3 Charakterystyka wyjściowa tranzystora polowego JFET w zakresie małych wartości napięcia U_DS.

4.3. Charakterystyka tranzystora polowego J-FET pracującego z polaryzacją wstępną.

5. Obliczenia.

5.1. Wyznaczenie parametrów mało-sygnałowych tranzystora polowego J-FET .

5.1.1. Punkt pracy na charakterystyce wyjściowej .

U_GS = 2V , U_DS = 5,02V , I_D = 8,68mA

, UGS = const .

dla U_GS = 2V

5.1.2.Punkt pracy na charakterystyce przejściowej .

U_GS = 2V , U_DS = 6V , I_D = 8,72mA

, U_DS = const .

U_DS = 6V

5.2. Obliczenia do charakterystyk rezystancyjnych.

5.2.1. r_DS= f ( UGS ) U_GS = const .

dla U_GS = 0V

dla U_GS = 2V

r_DS=217,4Ω

dla U_GS = 3V

r_DS=277,7Ω

5.2.2. r = f( U_WE ) U_WE = const

U_i =0V

U_i= -1V

r=166,7Ω

U_i= -2V

r=191,4Ω

U_i= -3V

r=201,4Ω

7. Wnioski.

Tranzystor polowy J-FET może pracować spełniając dwie różne funkcje: jako wzmacniacz małosygnałowy lub jako rezystor o sterowanej napięciem rezystancji. Sposób wykorzystania tego tranzystora wymusza wybór odpowiedniego punktu pracy.

Aby tranzystor mógł pracować jako wzmacniacz jego punkt pracy musi się znajdować w zakresie nasycenia. Wtedy to tranzystor pracuje jak źródło prądu sterowane napięciem, prąd drenu I_D można wyliczyć ze wzoru: . Gdzie I_DSS jest to prąd nasycenia tranzystora przy U_GS=0V , a U_P jest to napięcie saturacji także przy zerowej polaryzacji bramki. W przypadku badanego tranzystora w przybliżeniu parametry te wynoszą: I_DSS≈16,2mA, U_P≈3,50V.

Chcąc wykorzystać tranzystor J-FET w roli rezystora sterowanego napięciem należy wykorzystać jego zakres omowy. Nakłada to pewne ograniczenia napięciowe w układzie wykorzystującym tranzystor w roli rezystora, napięcie nie może wyjść poza przedział (-0,7;0,7)V. Alternatywnym rozwiązaniem jest wykorzystanie układu z polaryzacją wstępną, daje to kilkakrotne zwiększenie zakresu pracy rezystora co jest widoczne na zdjętej charakterystyce. Z wykresów rezystancji w funkcji napięcia sterującego wynika, że zależność ta nie jest liniowa w przypadku tranzystora pracującego jako rezystor sterowany napięciem, natomiast zaś liniowa dla tranzystora pracującego w układzie z polaryzacją wstępną.

---