Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuarı I DENEY-2 TEMEL YARI ĐLETKEN ELEMANLARIN TANIMLANMASI (BJT, FET, MOSFET)



Benzer belgeler
Bölüm 7 FET Karakteristikleri Deneyleri

BJT (Bipolar Junction Transistor) nin karakteristik eğrilerinin incelenmesi

DENEY-2 BJT VE MOSFET İN DC ÖZELLİKLERİNİN ÇIKARTILMASI

Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

Transistörler yarıiletken teknolojisiyle üretilmiş, azınlık-çoğunluk yük taşıyıcılara sahip solidstate elektronik devre elemanlarıdır.

4. Bölüm: Çift Jonksiyonlu Transistörler (BJT) Doç. Dr. Ersan KABALCI

1.1. Deneyin Amacı: Temel yarı iletken elemanlardan, diyot ve zener diyotun tanımlanması, test edilmesi ve bazı karakteristiklerinin incelenmesi.

T.C. ULUDAĞ ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK - ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ ELEKTRONĠK DEVRELER LABORATUVARI I

DENEY-2 BJT VE MOSFET İN DC ÖZELLİKLERİNİN ÇIKARTILMASI

6. TRANSİSTÖRÜN İNCELENMESİ

Bölüm 5 Transistör Karakteristikleri Deneyleri

Bölüm 8 FET Karakteristikleri

DENEY 9: JFET KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I

8. FET İN İNCELENMESİ

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I

Şekil 1. n kanallı bir FET in Geçiş ve Çıkış Özeğrileri

ÜNİTE 4 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK)

Deneyle İlgili Ön Bilgi:

BJT KARAKTERİSTİKLERİ VE DC ANALİZİ

MOSFET Karakteristiği

Şekil 1: Diyot sembol ve görünüşleri

ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY 2

DENEY in lojik iç şeması: Sekil 2

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

DENEY 3 : TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİKLERİ. Amaç : Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi * Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Anabilim Dalı * Elektronik Laboratuarı I

TRANSİSTÖRLER 1. ÇİFT KUTUP YÜZEYLİ TRANSİSTÖRLER (BJT)

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

DENEY-3. FET li Yükselticiler

ELEKTRONİK 1 KUTUPLAMA DEVRELERİ HAZIRLIK SORULARI

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

Bu deneyde alan etkili transistörlerin DC ve AC akım-gerilim karakteristikleri incelenecektir.

DENEY 1: DĠRENÇLERĠN SERĠ/PARALEL/KARIġIK BAĞLANMASI VE AKIM, GERĠLĠM ÖLÇÜLMESĠ

TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİKLERİ

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

DENEY 6: MOSFET. Şekil 6.1. n ve p kanallı MOSFET yapıları

ELM 232 Elektronik I Deney 3 BJT Kutuplanması ve Küçük İşaret Analizi

(BJT) NPN PNP

7. BÖLÜM: FET Öngerilimleme. Doç. Dr. Ersan KABALCI

Bu bölümde iki kutuplu (bipolar) tranzistörlerin çalışma esasları incelenecektir.

MOSFET. MOSFET 'lerin Yapısı

EEM 210 ELEKTRONİK LABORATUARI

1.1. Deneyin Amacı Temel yarı iletken elemanlardan, diyot ve zener diyotun tanımlanması, test edilmesi ve bazı karakteristiklerinin incelenmesi.

6. Bölüm: Alan Etkili Transistörler. Doç. Dr. Ersan KABALCI

Elektronik Devre Tasarım Laboratuarı

Şekil 1: Zener diyot sembol ve görünüşleri. Zener akımı. Gerilim Regülasyonu. bölgesi. Şekil 2: Zener diyotun akım-gerilim karakteristiği

GÜÇ ELEKTRONİĞİNDE KULLANILAN ANAHTARLAMA ELEMANLARININ İNCELENMESİ

DENEY 3: RC Devrelerin İncelenmesi ve Lissajous Örüntüleri

ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUVARI DENEY 2: Zener ve LED Diyot Deneyleri

Deney 1: Transistörlü Yükselteç

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

Deney 2: FET in DC ve AC Analizi

Bu deneyde kuvvetlendirici devrelerde kullanılan entegre devre beslemesi ve aktif yük olarak kullanılabilen akım kaynakları incelenecektir.

EEME 210 ELEKTRONİK LABORATUARI

DENEY 8: ORTAK EMİTERLİ YÜKSELTEÇ Deneyin Amacı

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

DENEYİN AMACI: Bu deneyde MOS kuvvetlendiricilerden ortak kaynaklı ve ortak akaçlı devreler incelenecektir.

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Zener Diyot Karakteristiği ve Uygulaması

DENEY 6-3 Ortak Kollektörlü Yükselteç

TRANSİSTÖRÜN YAPISI (BJT)

ÜNİTE 4 TEST SORU BANKASI (TEMEL ELEKTRONİK) TRANSİSTÖRÜN TANIMI Transistörlerin çalışması için, beyz ve emiterin... kollektörün ise...

DENEY 1:JFET TRANSİSTÖR VE KARAKTERİSTİKLERİ

BJT (Bipolar Junction Transistor) :

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ ORTAK EMETÖRLÜ YÜKSELTEÇ DENEYİ

KISIM 1 ELEKTRONİK (ANALİZ, TASARIM, PROBLEM) 1. BÖLÜM DİYOT, DİYOT MODELLERİ VE UYGULAMALARI... 1

ELM201 ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUAR FÖYÜ

TRANSİSTÖRLÜ KUVVETLENDİRİCİLER. ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-II Özhan Özkan / 2010

SCHMITT TETİKLEME DEVRESİ

Küçük sinyal analizi transistörü AC domende temsilş etmek için kullanılan modelleri içerir.

ANALOG ELEKTRONİK BİPOLAR TRANSİSTÖR

açık olduğu bir anahtar gibi davranır. Kesim durumu genellikle baz ile emetör arasına VBE uygulanması ile sağlanır, ancak 0.

EEME210 ELEKTRONİK LABORATUARI

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ GÜÇ ELEKTRONİĞİ LABORATUVAR DENEY # 1

Şekil 1 de ortak emiterli bir devre görülmektedir. Devredeki R C, BJT nin doğru akım yük direnci olarak adlandırılır. Çıkış devresi için,

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI I DENEY 3

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Bölüm 1 Temel Lojik Kapılar

Metal Oksitli Alan Etkili Transistör (Mosfet) Temel Yapısı ve Çalışması

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I

DENEY RAPORU BJT VE MOSFET İN DC ÖZELLİKLERİNİN ÇIKARTILMASI. Alican Uysal. İlay Köksal Bilgisayar Mühendisliği B

DENEY 4 TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİĞİ KOLLEKTÖR EĞRİSİ

T.C HİTİT ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK DEVRELER 1 LAB. DENEY FÖYÜ DENEY-1:DİYOT

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

4. 8 adet breadboard kablosu, 6 adet timsah kablo

T.C. AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EEM207/ GEEM207 ELEKTRONİK-I LABORATUVARI DENEY RAPORU

Geçmiş yıllardaki vize sorularından örnekler

KIRCHOFF'UN AKIMLAR VE GERĠLĠMLER YASASININ DENEYSEL SAĞLANMASI

1.1 FET Çal³ma Bölgeleri. Elektronik-I Laboratuvar 6. Deney. Ad-Soyad: mza: Grup No: JFET; jonksiyon FET. MOSFET; metal-oksit yar iletken FET

Beyzi Ortak Yükselteç (BOB) Beyzi Ortak Bağlantının Statik Giriş Direnci. Giriş, direncini iki yoldan hesaplamak mümkündür:

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ

DENEY: 1.1 EVİREN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-5 AKTİF DEVRE ELEMANLARI Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

T.C. MALTEPE ÜNİVERSİTESİ Elektronik Mühendisliği Bölümü. ELK232 Elektronik Devre Elemanları

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

Transkript:

2.1. eneyin amacı: Temel yarıiletken elemanlardan BJT ve FET in tanımlanması, test edilmesi ve temel karakteristiklerinin incelenmesi. 2.2. Teorik bilgiler: 2.2.1. BJT nin özelliklerinin tanımlanması: Aşağıda devre sembolü ve bağlantı uçları gösterilen BJT elektronik devrelerde en sık kullanılan, iki n- ve bir p- tipi malzeme tabakasından oluşan üç katmanlı yarı iletken bir elemandır. Đlkine npn transistor, ikincisine ise pnp transistör adı verilir. Her ikisi de uygun C öngerilimleme durumunda anahtarlama ve yükseltme etkisi gösterirler. Aşağıda pnp ve npn tipi transistörlerin devre sembolleri gösterilmiştir. C C B B E npn transistör E pnp transistör Bir npn bipolar jonksiyonlu transistörün baz emiter ve baz kolektör gerilimleri değerlendirildiğinde, sahip olabileceği 4 farklı çalışma rejiminin Şekil 2.1 de gösterildiği gibi olduğu bilinmelidir. Aslında akım kontrol elemanı olan BJT, kuvvetlendirici olarak kullanıldığı uygulamalarda ileri yönde (aktif) çalışma bölgesinde kalacak şekilde kutuplanır. Şekil 2.1 den anlaşılacağı üzere bu bölgede VBE>0 ve VCE<0 olmalı yani baz-emiter jonksiyonu geçirme, baz kolektör jonksiyonu tıkama yönünde kutuplanmalıdır. Bir anahtar elamanı olarak kullanıldığı uygulamalarda (dijital) ise çalışma bölgeleri doyma (anahtar kapalı ve kesimdedir (anahtar açık).şekil 2.1 üzerinde bu duruma ilişkin baz-emiter ve bazkolektör gerilimini inceleyiniz. - C Ters yönde çalışma Kesim oyma Đleri yönde çalışma B + + V BC V BE - E Şekil 2.1 Transistör çalışma bölgeleri BJT nin akım-gerilim karakteristiğine geçmeden önce; bir npn tipi OE (ortak emiter) bağlantılı transistor ün baz emiter arasının Elbers_moll modeli gereği normal bir diyot 1

davranışı göstereceği göz önünde bulundurulmalıdır. Ancak, ikiden çok değişkeni olan bu elemanın giriş karakteristiğinin elde edilmesi için diğer değişkenlerinin sabit tutulması gerektiğinde bilinmelidir. Aşağıda transistörün değişik beyz akımı ve değerlerine göre çizilmiş IC-VCE karakteristiği verilmiştir. Şekil 2.2 Transistörün IC-VCE karakteristiği 2.2. FET in özelliklerin tanımlanması: npn veya pnp olarak yapılan iki kutuplu jonksiyon, transistörü (BJT) hem elektron akımı hem de delik akımının kullanıldığı akım kontrollü transistördür. Alan etkili transistör (FET) ise tek kutuplu bir elemandır. n kanallı bir FET de elektron akımıyla veya p kanallı delik akımıyla çalışan gerilim kontrollü bir transistor dür. Hem BJT hem de FET ler farklı öngerilim varsayımlarıyla bir yükselteç devresinde (veya benzeri devrede) kullanılabilirler. Bir n kanallı JFET in sembolü ve karakteristiği Şekil 2.3 de verilmiştir. S I (ma) I (ma) G I = I SS 1 V ( V P GS 2 ) I SS Voltaj kontrollü direnç bölgesi oyum bölgesi -1V V GS =0V G -2V V S (V) S V GS (V) V P Transfer karekteristiği Akaç karekteristiği (a) n kanallı JFET (b) JFET karakteristikleri Şekil 2.3. JFET sembolü ve karakteristikleri Şekilde JFET sembolü ve görünümü üzerinde verilen bacak isimleri şöyledir; G:Gate (kapı) :rain(akaç) S:Source (kaynak) 2

MOSFET in özelliklerinin tanımlanması: Alan etkili bir transistörün geçiş ucu kanaldan izole edilmiş olarak yapılabilirler. Popüler Metal-Oksit Yarıiletken FET (MOSFET) ya kanal ayarlamalı MOSFET veya kanal oluşturmalı olarak üretilmektedir. Şekil 2.4 te kanal ayarlamalı bir n kanal MOSFET in sembolü ve karakteristikleri verilmiştir. Eleman hem pozitif hem de negatif kapı-kaynak gerilimiyle çalışırken görülmektedir. VGS nin negatif değerleri akaç akımını kısma gerilimine kadar düşürür ve bu noktadan sonra hiç akaç akımı akmaz. Transfer karakteristiği negatif kapı-kaynak gerilimleri için aynıdır ancak VGS nin pozitif değerleri için devam eder. Kapı, VGS nin hem pozitif hem de negatif değerleri için kanaldan izole edilmiş olduğundan, eleman VGS nin her iki polaritesiyle çalışabilir ve hiçbir durumda kapıdan akım akmaz. I (ma) I (ma) +1V I = I SS 1 V ( V P GS 2 ) I SS G S V GS =0V -1V -2V V S (V) V GS (V) V P Transfer karakteristiği Akaç karakteristiği Şekil 2.4. n kanallı kanal ayarlamalı MOSFET sembolü ve karakteristikleri Kanal oluşturmalı MOSFET ise akaç ile kaynak arasında temel eleman yapısı olarak bir kanala sahip değildir. Pozitif bir kapı-kaynak geriliminin uygulanması, kapının altındaki alt tabakadaki delikleri iterek boşaltılmış bir bölge oluşturmasını sağlar. Kapı gerilimi yeterince pozitif olduğu zaman akaç ile kaynak arasında bir akım akar yani kapı-kaynak gerilimi VT eşik değerini aşıncaya kadar akaç akımı akmayacaktır. Bu eşik değerini aşan pozitif gerilimler artan bir akaç akımını yol açacaktır. Aşağıda bir n kanallı kanal oluşturmalı MOSFET e ait karakteristikler ve karakteristik denklemi verilmiştir, burada K (tipik olarak 0.3 ma/v 2 ) elemanın yapısına ilişkin bir değerdir. I=K(VGS - VT )² 2.3. eneyin yapılışı 2.3.1. BJT nin Akım Gerilim Karakteristiğinin Elde Edilmesi BJT nin giriş karakteristiğini elde etmek için aşağıdaki işlemleri gerçekleştiriniz. 1) Şekil 2.5 deki devreyi kurunuz. 2) VCE yi 5 V a ayarlayarak bu değerin deneyin sonuna kadar sabit kalmasını sağlayınız. 3

3) P1 potansiyometresi yardımıyla VBE gerilimini 0 V tan 0.8 V a kadar 0.1 V aralıklarla arttırınız. 4) Her VBE değerine karşı gelen IB ve Ic akımlarını ölçüp, bunları Tablo 2.1 deki yerine kaydediniz. 5) Giriş karakteristiğini elde etmek için tablodaki bu akım ve gerilim değerini X-eksenine VBE ve Y- ekseni de IB olmak üzere ölçekli olarak çiziniz. 6) Ortak Emitörlü devrede akım kazancı β=hfe= Ic/ IB VCE_sabit olduğuna göre X- eksenine de Ic ve Y-eksenine de IB akımları alınarak hfe eğrisini çiziniz. Şekil 2.5 OE li bir BJT nin I-V karakteristiğinin elde edilmesinde kullanılan uygulama devresi (P1=10K-100K, P2=1K-100K, BJT=2N2222) Tablo 2.1 OE li bir BJT nin I-V karakteristiğinin elde edilmesinde kullanılan ölçüm tablosu V BE (V) I B (µa) I C (ma) V BE /I B =h ĐE 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 4

2.3.2. MOSFET in Akım Gerilim Karakteristiğinin Elde Edilmesi: Şekil 2.6. MOSFET uygulama devresi MOSFET in karakteristiğini elde etmek için aşağıdaki işlemleri gerçekleştiriniz. 1) Şekil 2.6 daki devreyi kurunuz. 2) evrede sabit bir VGS değeri seçip I-VS değişimini elde etmeye çalışınız. 3) Bulduğunuz değerleri Tablo 2.3 e kaydedip sonuçları tartışınız. Tablo 2.3. MOSFET ölçüm tablosu I V S 2.4. BJT Transistörün Çıkış Karakteristiklerinin Osiloskop ile Elde Edilmesi a) Şekil 2.7 deki devreyi kurunuz. b) evreye enerji veriniz. c) Osiloskobun X-Y uçlarını devrede gösterildiği gibi bağlayınız. Osiloskobun dikey ekseni akım değerine göre kalibre edilecektir. d) Transistörün çıkış karakteristiklerini osiloskop ekranında elde edinceye kadar osiloskobun yatay ve dikey kademelerini ayarlayınız. e) Farklı I b değerleri için I c akım değerlerini tespit ediniz. Çıkış özeğrileri yardımıyla transistor ün h FE akım kazancını hesaplayınız. f) Osiloskop ekranında görülen karakteristik eğrileri milimetrik kağıda çiziniz. (Yatay skala=v CE ; dikey skala=i C ) Bu deney ve hesaplamalar sırasında, osiloskobun Y kanalındaki volt/div kademesi yardımıyla bulunan I C akımı için I E =I C olduğu ve Y ekseninde gerçekte 100Ω luk direnç üzerindeki voltajın okunduğu, bunun I C akımının bulunması sırasında 100Ω a bölünmesi gerektiği unutulmamalıdır. 5

Şekil 2.7. Transistörün çıkış karakteristiklerinin elde edilmesinde kullanılacak devre şeması 2.4. eneyde kullanılacak malzemeler 1) Ayarlı güç kaynağı 2) Voltmetre, ampermetre 3) Potansiyometre (100 K) 4) irenç(10 K, 100 K, 330 ohm) 5) 2N2222 transistör ve MOSFET 6