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

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

Deney 2: FET in DC ve AC Analizi

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

MOSFET Karakteristiği

MOSFET. MOSFET 'lerin Yapısı

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

DENEY 9: JFET KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ

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

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

DENEY 1:JFET TRANSİSTÖR VE KARAKTERİSTİKLERİ

FET Transistörün Bayaslanması

DENEY-3. FET li Yükselticiler

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

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

MOSFET:METAL-OXIDE FIELD EFFECT TRANSISTOR METAL-OKSİT ALAN ETKİLİ TRANZİSTOR. Hafta 11

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

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

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

8. FET İN İNCELENMESİ

FET: FIELD EFFECT TRANZISTORS ALAN ETKİLİ TRANZİSTÖRLER JFET LERİN DC ANALİZİ. Hafta 9

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

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

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

Bölüm 7 FET Karakteristikleri Deneyleri

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

Deney 1: Transistörlü Yükselteç

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

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

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

(BJT) NPN PNP

BJT (Bipolar Junction Transistor) nin karakteristik eğrilerinin incelenmesi

DENEY 8 FARK YÜKSELTEÇLERİ

Şekil 1. Geri beslemeli yükselteçlerin genel yapısı

Deneyle İlgili Ön Bilgi:

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

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

BÖLÜM 1: JFET ve MOSFET ler (Alan Etkili transistorler)

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

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

TRANSİSTÖRLER 1. ÇİFT KUTUP YÜZEYLİ TRANSİSTÖRLER (BJT)

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

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ĠġLEMSEL KUVVETLENDĠRĠCĠLERĠN DOĞRUSAL UYGULAMALARI. NOT: Devre elemanlarınızın yanma ihtimallerine karşın yedeklerini de temin ediniz.

ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI I DENEY 3

DENEY 8: ORTAK EMİTERLİ YÜKSELTEÇ Deneyin Amacı

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

Deney 3: Opamp. Opamp ın (işlemsel yükselteç) çalışma mantığının ve kullanım alanlarının öğrenilmesi, uygulamalarla pratik bilginin pekiştirilmesi.

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

Öğrenci No Ad ve Soyad İmza DENEY 3. Tümleşik Devre Ortak Source Yükselteci

Şekil 5.1 Opamp Blok Şeması ve Eşdeğer Devresi

T.C. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Bölüm 8 FET Karakteristikleri

DENEY: 1.1 EVİREN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ

ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLERİN LİNEER UYGULAMALARI HAKAN KUNTMAN EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ 1 DENEYİ. Amaç:

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

ĐŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER

KOB Statik Giriş Direnci. Kollektörü Ortak Yükselteç (KOB) Kollektörü Ortak Yükseltecin (KOB) Statik Karakteristikleri

DENEY NO: 7 İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ VE UYGULAMALARI. Malzeme ve Cihaz Listesi:

Bölüm 9 FET li Yükselteçler

DENEY 5- TEMEL İŞLEMSEL YÜKSELTEÇ (OP-AMP) DEVRELERİ

Deney 2: FARK YÜKSELTEÇ

ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY 2

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

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-1 LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

Bölüm 1: JFET ve MOSFET ler (Alan Etkili Transistörler)

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

DENEY-2 BJT VE MOSFET İN DC ÖZELLİKLERİNİN ÇIKARTILMASI

GÜÇ ELEKTRONİĞİNDE KULLANILAN ANAHTARLAMA ELEMANLARININ İNCELENMESİ

6. TRANSİSTÖRÜN İNCELENMESİ

Bu deneyde lab cihazlarının kullanımı için 4 uygulama yapılacaktır.

ÜNİTE 4 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK)

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I İŞLEMSEL YÜKSELTECİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI

AREL ÜNİVERSİTESİ DEVRE ANALİZİ

BÖLÜM VII ÖZEL YARIİLETKENLER

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

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

DENEY-6 THEVENİN TEOREMİNİN İNCELENMESİ MAKSİMUM GÜÇ TRANSFERİ

BC237, BC338 transistör, 220Ω, 330Ω, 4.7KΩ 10KΩ, 100KΩ dirençler ve bağlantı kabloları Multimetre, DC güç kaynağı

DC DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER

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

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOULU

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

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

RF MİKROELEKTRONİK GÜRÜLTÜ

OHM KANUNU DENEY 1 OHM KANUNU 1.1. DENEYİN AMACI

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

DENEY-4 İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLERİN DOĞRUSAL UYGULAMALARI

Transkript:

Deneyin Amacı DENEY 6: MOSFET MOSFET (metal oxide semiconductor fieldeffect transistor, metal oksit tabakalı yarıiletken alan etkili transistör) yapısının ve karakteristiğinin öğrenilmesi, MOSFET li bir kuvvetlendirici tasarlanması A.ÖNBİLGİ Alan etkili transistörler (FET) genel kullanımı ile iki başlığa ayrılmaktadırlar. Bunlar jonksiyonlu alan etkili transistör (JFET) ve MOSFET dir. MOSFET ile JFET genel olarak birbirlerine benzemelerine rağmen MOSFET, JFET e göre daha avantajlı ve kullanışlıdır. MOSFET, JFET ve BJT lerden daha yüksek frekanslarda çalışabilirler. Ayrıca MOSFET lerin güç harcamaları düşük ve mekanik dayanımları yüksektir. MOSFET ler, JFET lerde olduğu gibi drain (D), gate (G) ve source (S) olmak üzere üç bacağa sahiptir. Fakat JFET lerden farklı olarak gate ucu kanal bölgesinden silisyum oksit ve silisyum nitrat ile yalıtılmıştır. Bu nedenle MOSFET in giriş direnci yüksek değerlidir. Ama her ne kadar gate ucu yalıtımlı olsa da statik elektrikten etkilenerek delinebilir. Bu yüzden MOSFET i kullanırken bacak uçlarına dokunmamız gerekir. MOSFET ler kanal bölgesi madde kullanımına göre n kanallı ve p kanallı olarak ikiye ayrılmaktadırlar. Şekil 6.1 de n ve p kanallı tip MOSFET yapıları için kanal bölgesi ve D, S ve G bağlantı uçları gösterilmiştir. Şekil 6.1. n ve p kanallı MOSFET yapıları MOSFET ler çalışma şekline göre de farklı tiplere ayrılmaktadırlar. Bunlar azaltan tip (deplation) ve çoğaltan tip (enhancement) olmak üzere iki çeşittir. Azaltan tip MOSFET ler gate ve source arasında gerilim sıfır veya negatif değerli olsa dahi drain-source arasında bir miktar akım akıtan yapıdadırlar. Bu sebeple bu tip MOSFET lere ON tip de denilmektedir. Diğer yandan çoğaltan tip MOSFET lerde gate-source gerilimi için belirli bir eşik gerilimi Sayfa 1

değeri vardır. Eğer bu eşik gerilimi aşılırsa drain-source arasında akım akmaya başlar. Bu sebeple de bu tip MOSFET lere OFF tip denilmektedir. Şekil 6.1 de azaltan tip n ve p kanallı MOSFET yapılarına ait gösterimlerdir. Çoğaltan tip n ve p kanallı MOSFET tipleri ise Şekil 6.2 de görülmektedir. Şekil 6.2. Çoğaltan kanallı n ve p tip MOSFET yapıları Şekil 6.1 ve 6.2 den görüldüğü üzere azaltan tip MOSFET ler için kanal oluşumu normal durumda da mevcutken, çoğaltan tip MOSFET ler için normal durumda mevcut değildir. Çoğaltan tip MOSFET lerde kanal oluşumu için eşik geriliminin aşılması gerekmektedir. Şekil 6.3 te azaltan ve çoğaltan tip n ve p kanallı MOSFET ler için sembolik gösterimler görülmektedir. Şekil 6.3. Azaltan ve çoğaltan kanallı n ve p tip MOSFET sembolik gösterimleri N kanallı bir MOSFET için akım drain-source yönünde akarken, P kanallı bir MOSFET için ise source-drain yönünde akmaktadır. Azaltan tip bir MOSFET için gate ucu ile kanalın birleştiği kısım düz çizgi iken, çoğaltan tip bir MOSFET için ise bu kısım 3 ayrı çizgi şeklinde simgelenmiştir. Bu çalışmada çoğaltan tip n kanallı bir MOSFET yapısı kullanılacak ve bir kuvvetlendirici devresi oluşturulacaktır. Çoğaltan tip n kanallı bir MOSFET için üç adet çalışma bölgesi vardır. Sayfa 2

Çoğaltan tip n kanallı bir MOSFET için çalışma bölgeleri; Kesim Bölgesi: V GS < V Eşik, I D < 0 Doğrusal Bölge: V DS < V GS - V Eşik, V GS > V Eşik Doyum Bölgesi: V DS > V GS - V Eşik, V GS > V Eşik şeklinde ilgili eşitlikler ile ifade edilebilir. Çoğaltan tip n kanallı MOSFET bulunan bir kazanç devresinde kazancın bulunabilmesi için MOSFET in DC olarak doyumda olması gerekmektedir. Doyum bölgesinde drain-source akımı aşağıdaki gibi ifade edilmektedir; burada β elemanın yapısına bağlı bir değerdir. I D = 1 2 β(v GS V Eşik ) 2 Şekil 6.4 te çoğaltan tip n kanallı bir MOSFET e ait karakteristik grafikleri verilmiştir. Şekilden görüldüğü üzere belirli bir eşik geriliminden sonra drain akımı oluşmakta ve V GS gerilimi büyüdükçe I D akımı da artmaktadır. Şekil 6.4. Çoğaltan tip n kanallı bir MOSFET e ait karakteristik eğrileri MOSFET in Kuvvetlendirici Olarak Çalıştırılması MOSFET li kuvvetlendirici devreleri BJT li ve JFET li kuvvetlendirici devrelerine göre daha yüksek frekansta çalışabilmektedirler. Fakat dezavantaj olarak MOSFET li ve JFET li kuvvetlendiricilerde gerilim kazancı BJT lilere göre düşük olmaktadır. Kuvvetlendirici devreleri genel olarak FET ler için ortak kaynaklı veya BJT ler için ortak emetörlü şeklinde kullanılmaktadırlar. Bu sebeple bu deneyde de kurulacak olan devre için ortak kaynaklı (common source) MOSFET kuvvetlendirici devresi seçilmiştir. Sayfa 3

Şekil 6.5 te ortak kaynaklı MOSFET kuvvetlendirici devre şeması görülmektedir. Şekil 6.6 da ise Şekil 6.5 teki ortak kaynaklı MOSFET kuvvetlendiricinin eşdeğer devresi görülmektedir. Şekil 6.5. Ortak kaynaklı MOSFET kuvvetlendirici devresi Şekil 6.6. Ortak kaynaklı MOSFET eşdeğer devresi Kuvvetlendiriciye ait giriş ve çıkış dirençleri ile gerilim kazancı aşağıdaki formüller ile ifade edilmektedir. Drain-source direnci r o sonsuza yakın seçildiğinden gerilim kazancını etkilememektedir. Geçiş iletkenliği : g m = β(v GS V Eşik ) Kazanç : A V = V out V in = g m. R L R D Yükselteç giriş empedansı : R in = R 1 R 2 Yükselteç çıkış empedansı : R out = R L R D Sayfa 4

B. DENEY ÖNCESİ YAPILACAKLAR 1. Şekil 6.5 deki devreyi Vg=0,05.sin(2π50000t), VCC=+18V, Q1=IRF510, R1=R2=RL=1kOhm, RD=470 Ohm, Rm=220 Ohm ve C1=C2=C3=1uF değerleri için benzetim programında kurunuz. a) Osioskop yardımıyla Vg ve Vo işaretlerini aşağıda ayrılmış bölgeye üst üste gelecek şekilde çiziniz. Volt/Div(Vg için)= Volt/Div(Vo için)= Time/Div= b) Gerilim kazancını hesaplayınız ve MOSFET geçiş iletkenliğini (g m ) bulunuz. c) RL direnci değerini 220 Ohm olarak değiştirip, b aşamasını tekrarlayınız. Eğer farklılıklar varsa nedenlerini yorumlayınız. d) IRF510 MOSFET veri kataloğunu inceleyerek bacak bağlantılarını gösteriniz. Sayfa 5

C. DENEYİN YAPILIŞI 1. Şekil 6.5 deki devreyi Vg=0,05.sin(2π50000t), VCC=+18V, Q1=IRF510, R1=R2=RL=1kOhm, RD=470 Ohm, Rm=220 Ohm ve C1=C2=C3=1uF değerleri için breadboard a kurunuz. a) Osiloskop yardımıyla gözlemlediğiniz Vg ve Vo işaretlerini aşağıda ayrılmış bölgeye üst üste gelecek şekilde çiziniz. Volt/Div(Vg için)= Volt/Div(Vo için)= Time/Div= b) Gerilim kazancını hesaplayınız ve MOSFET geçiş iletkenliğini (g m ) bulunuz. c) RL direnci değerini 220 Ohm olarak değiştirip, b aşamasını tekrarlayınız. Eğer farklılıklar varsa nedenlerini yorumlayınız. Sayfa 6