MOSFET Karakteristiği

Transkript

1 Alınacak Malzemeler Listesi: 4 Adet 10 kω Potansiyomete 2 Adet 10 kω Direnç MOSFET Karakteristiği 4 Adet 10nF Polyester Kutu Tip Kondansatör 1 Adet IRF 530 N Kanallı MOSFET Amaç Bu deneyin amacı MOSFET in DC ve düşük frekans AC davranışı hakkında bilgi edinmektir. DC davranış kapsamında I V karakteristik eğrisi deneysel olarak çıkarılacak, AC davranış kapsamında gerilim kazancı deneysel olarak çıkarılıp, MOSFET in geçiş iletkenliği hesaplanacaktır. I. Bilgi Bu deneyde MOSFET ile ilgili karakteristik değerleri elde edilerek DC polarma için gerekli olan temel bilgiler sağlanacaktır. MOSFET ler JFET lerin sahip olduğu tüm üstünlüklere sahip olmanın yanı sıra, giriş dirençleri JFET lere göre çok daha yüksektir. Yine yapılarına göre çıkış güçleri JFET lere nazaran daha yüksektir. MOSFET transistörler kendi içerisinde ikiye ayrılmaktadır. Bunlar kısaca D- MOSFET diye bilinen Azaltan (Depletion) ve E-MOSFET diye bilinen Çoğaltan (Enhancement) tip MOSFET lerdir. Teorik bilgilerden bildiğimiz gibi Azaltan tip MOSFET ler karakteristik ve DC polarma devreleri bakımından JFET ler ile aynı özelliği göstermektedir. Aralarındaki en önemli fark ise, uygulanan V geriliminin n-kanal bir JFET için negatif veya p-kanal JFET için pozitif olma zorunluluğunun, Azaltan tip bir MOSFET için geçerli olmamasıdır. Yani Azaltan tip bir MOSFET in V çalışma gerilimi, pozitif veya negatif bir değer alabilmekte ve bu bölgede yükseltme işlemi yapabilmektedir. Şekil-1 MOSFET Karakteristiğinin Çıkarılması için Kullanılan Devre Şekil 2 MOSFET ile AC Kuvvetlendirici Devre 1

2 II. Ön Hazırlık IRF530 MOSFET' in veri sayfasını inceleyiniz.(deneye gelirken yanınızda getiriniz.) DC Analiz: 1. Şekil 1'deki devreyi Workbench, Proteus,vb.. Benzetim programında kurunuz. Mosfet modeli olarak IRF530 MOSFET kullanınız. 2. Devredeki R potansiyometresi (ayarlı direnç) yardımı ile V GS gerilimini Tablo-1 de verilen V GS değerine ayarlayınız ve bu değerde sabit bırakınız. R potansiyometresini (ayarlı direnç) ayarlayarak V DS gerilimini Tabloda verilen değere ayarlayıp I D akım değerini ölçünüz ve Tablo- 1 de uygun yerine yazınız. 3. Bundan sonra V GS gerilimini Tablo-1 de verilen diğer değerlere ayarlayarak, 3. adımı tekrarlayınız. 4. Tablo 1 'e kaydettiğiniz verileri Excel veya Matlab programına aktararak x ekseni V DS - y ekseni I D olacak şekilde grafik çizdiriniz. Bu çizimi incelediğiniz IRF530 Veri Sayfasındaki V DS - I D grafiği ile karşılaştırınız. Yorumlayınız. (Tek grafik üzerinde her bir V GS eğrisi çizdirilecek (verisayfasında olduğu gibi), Sayfanın altta kalan boş kısmına yorum yazılacak. Grafik adı Adınız Soyadınız Öğrenci Numaranız olacak. Fotokopi veya ileri paint bilginizi kullanarak hazırladığınız grafikler kabul edilmeyecek ve deneyden başarısız sayılacaksınız.) AC Analiz: 1. Şekil 2 deki devreyi Benzetim programında kurunuz. 2. V = 4 V durumu için MOSFET in girişinden V = 1 V genlikli ve f = 10 khz frekanslı bir sinüs kaynağını Şekil 2 de gösterildiği gibi uygulayınız. Bu durumda devrenin gerilim kazancı olan K = v /v oranını çıkartınız. 3. Benzetim programında gözlemlediğiniz v (t) giriş ve v (t) çıkış işaretlerinin tepe değerlerini ön çalışmada Tablo 2 ye kaydedin ve ekran görüntüsünü alarak yada Tablo 2 de ayrılan kurucuğa çiziniz/getiriniz. (Fotokopi veya ileri paint bilginizi kullanarak hazırladığınız grafikler kabul edilmeyecek ve deneyden başarısız sayılacaksınız.) 2

3 Tablo 1: DC Analiz Sonuçları V GS1 =4V V GS2 =5V V GS3 =6V V GS4 =7V V DS (V) I D (ma) V DS (V) I D (ma) V DS (V) I D (ma) V DS (V) I D (ma) Vin (Peak)(Birim?) Tablo 2 AC Analiz Sonuçları Vout(Peak)(Birim?) K = v v =? g =? III. Deneyin Yapılışı 1. Şekil 1'de verilen devreyi IRF530 MOSFET ile kurunuz. 2. VGS=0 V ve VDS=0 V olarak ayarlayınız. DC Analiz: 1. Devredeki R potansiyometresi (ayarlı direnç) yardımı ile V GS gerilimini Tablo 3 de verilen V GS değerine ayarlayınız ve bu değerde sabit bırakınız. R potansiyometresini (ayarlı direnç) ayarlayarak V DS gerilimini Tabloda verilen değere ayarlayıp I D akım değerini ölçünüz ve Tablo- 2 de uygun yerine yazınız. 2. Bundan sonra V GS gerilimini Tablo 3 de verilen bir sonraki değerlere ayarlayarak, 3 adımı tekrarlayınız. 3

4 AC Analiz: Tablo 3: DC Analiz Ölçümleri V GS1 =4V V GS2 =5V V GS3 =6V V GS4 =7V V DS (V) I D (ma) V DS (V) I D (ma) V DS (V) I D (ma) V DS (V) I D (ma) Şekil 2'deki devreyi kurunuz. 5. V = 4 V durumunda MOSFET kuvvetlendiricinin DC bakımdan doyma bölgesinde kutuplandığını kontrol ediniz (V V V olmalıdır). Bu kapsamda R ve R direnç değerlerini sabitleyiniz. 6. MOSFET in girişinden V = 1 V genlikli ve f = 10 khz frekanslı bir sinüs kaynağını yukarıda gösterildiği gibi uygulayınız. Bu durumda devrenin gerilim kazancı olan K = v /v oranını deneysel olarak çıkartınız. Yaptığınız ölçümleri Tablo 4 'e yazınız. 7. Osiloskopta v (t) giriş ve v (t) çıkış işaretlerini gözleyerek, çizip, yorumlayınız. 8. Kanal çıkış MOSFET için K formülüne ders notlarınızdan bakarak, MOSFET in geçiş iletkenliği (g ) paratresinin değerini bulunuz. Tablo 4 AC Analiz Ölçümleri v =?(Birim) v =? (Birim) K = v v =? g =? 4

5 IV. Raporlama ve Yorum: 1. IRF530 için Üretici firma veri sayfasındaverilen grafiğe benzer bir grafik elde ettiniz mi? Evet (Grafiği çiziniz.) Hayır (Grafiği çiziniz.) 2. Bu Deney ile Mosfet hakkında ne öğrendiniz?neyi Gözlemlediniz? (Ölçümleri değil, Anladığınızı yazınız.) 3. MOSFETler günlük hayatta ne için kullanılabilir? Ön Çalışma Kontrol Var (Özgün) Var(Özgün Değil) Yok Onay 5