Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Benzer belgeler
Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

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

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

MOSFET. MOSFET 'lerin Yapısı

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

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

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

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

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

8. FET İN İNCELENMESİ

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Bölüm 8 FET Karakteristikleri

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

DENEY 9: JFET KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

DENEY 1:JFET TRANSİSTÖR VE KARAKTERİSTİKLERİ

FET Transistörün Bayaslanması

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

Bölüm 7 FET Karakteristikleri Deneyleri

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

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

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

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

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

Deney 2: FET in DC ve AC Analizi

DENEY 3 Kırpıcı ve Kenetleyici Devreler

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİKLERİ

DENEY 6 TUNGSTEN FİTİLLİ AMPUL VE YARIİLETKEN DİYOT

BJT KARAKTERİSTİKLERİ VE DC ANALİZİ

DENEY 2 Diyot Doğrultma Devreleri ve Gerilim Katlayıcı

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I

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

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

Bölüm 5 Transistör Karakteristikleri Deneyleri

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

MOSFET Karakteristiği

(BJT) NPN PNP

DENEY 8 FARK YÜKSELTEÇLERİ

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

Elektronik-I Laboratuvarı 1. Deney Raporu. Figure 1: Diyot

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

6. TRANSİSTÖRÜN İNCELENMESİ

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

DİYOTLU DEVRELER. 1. Kırpma devresi: Giriş işaretinin bazı kısımlarını kırpar ve kırpılmış sinyali çıkış işareti olarak kulanır.

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

ELEKTRONİK LAB. 1. DENEY QUİZ ÇALIŞMA SORULARI

Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

1. Yarı İletken Diyotlar Konunun Özeti

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

ELEKTRİK AKIMI Elektrik Akım Şiddeti Bir İletkenin Direnci

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

Şekil 5-1 Frekans modülasyonunun gösterimi

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ DENEYİ

dq I = (1) dt OHM YASASI ve OHM YASASI İLE DİRENÇ ÖLÇÜMÜ

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

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

SAYISAL ELEMANLARIN İÇ YAPILARI

DENEY 1: DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

BJT (Bipolar Junction Transistor) :

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ DENEYİ

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

Şekil 1: Diyot sembol ve görünüşleri

DC DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER

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

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ

Ders 3- Direnç Devreleri I

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

DENEY-3. FET li Yükselticiler

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

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

Elektronik cihazların yapımında en çok kullanılan üç yarıiletken şunlardır,

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

BÖLÜM VII ÖZEL YARIİLETKENLER

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

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

GÜÇ ELEKTRONİĞİNDE KULLANILAN ANAHTARLAMA ELEMANLARININ İNCELENMESİ

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

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

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-3 Doğru Akım Devreleri Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

DENEY-2 BJT VE MOSFET İN DC ÖZELLİKLERİNİN ÇIKARTILMASI

DENEY 1: DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

Transkript:

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği BMM212 Elektronik-1 Laboratuvarı Deney Föyü Deney#8 Alan Etkili Transistör (FET) Karakteristikleri Doç. Dr. Mutlu AVCI Arş. Gör. Mustafa İSTANBULLU ADANA, 2016

DENEY 8 Alan Etkili Transistör (FET) Karakteristikleri 1. Amaç Bu deneyin amacı, alan etkili transistör (field effect transistor, FET) elemanının çalışma prensibinin anlaşılması ve akım-gerilim karakteristiklerinin çıkarılmasıdır. 2. Temel Bilgiler Alan etkili transistörler (field - effect transistor, FET) genel olarak metal oksit yarıiletken alan etkili tranzistörler (MOSFET) ve jonksiyonlu FET olmak üzere iki ana gruba ayrılırlar. Jonksiyonlu FET ler de pn jonksiyonlu FET (JFET) ve metal yarıiletken alan etkili transistör (MESFET) olmak üzere iki gruba ayrılırlar. MOSFET lerde NMOS ve PMOS lar beraber kullanılarak (complementary MOS-CMOS) çok küçük alanlara daha fazla transistör sığdırıldığından özellikle sayısal devrelerde MOSFET ler kullanılır. MOSFET lerde akım yarıiletken yüzeye ve akımın aktığı doğrultuya dik olarak uygulanan bir elektrik alan ile kontrol edilir. Bu devre elemanında kontrolü uygulanan elektrik alan sağladığından alan etkili terimi kullanılmaktadır. Transistörün çalışma prensibi genel olarak iki terminal arasına uygulanan gerilim ile üçüncü terminalden akan akımın kontrol edilmesidir. n-kanal Enhancement Mod MOSFET Şekil 1 de bir MOSFET elemanının kaynak (source), geçit (gate), savak (drain), oksit ve kanal bölgelerini gösteren basitleştirilmiş kesit görüntüsünü verilmiştir. Burada iki n bölgesi arasında (source ve drain) bir p bölgesinin olduğu görülmektedir. Kanal uzunluğu L ve kanal genişliği ise W ile belirtilmektedir. Şekil 1 N kanal oluşturmalı (enhancement) tipi MOSFET in şematik gösterimi

Şekil 2(a) da gösterildiği gibi transistörün geçit terminaline gerilim uygulanmadığında kaynak ve savak terminalleri p bölgesi ile ayrılmış olarak kalacaktır. Bu yapının eşdeğer devresi Şekil 2(b) deki gibi arka arkaya bağlanmış ikş adet pn eklem ile tanımlanır. Bu durumda transistor den akan akım sıfıra eşittir. Eğer transistörün geçit terminaline yeterince büyük bir pozitif gerilim uygulanırsa oksit-yarıiletken arayüzünde elektron evirtim tabakası (electron inversion layer) oluşur ve bu tabaka Şekil 2(c) de gösterildiği gibi n-tipi kaynak ile n-tipi savak terminallerini birbirine bağlar. Böylece kaynak ve savak terminalleri arasında akım akması olanaklı hale gelir. Şekil 2 (a) n-kanal bir MOSFET in elektron evirtim tabakası oluşmadan önceki kesit görüntüsü (b) transistör kesim durumunda iken kaynak ve savak terminalleri arasındaki eşdeğer modeli (c) elektron evirtim tabakası oluştuktan sonraki kesit görüntüsü Elektron evirtim tabakasının oluşması için geçit terminaline gerilim uygulanması gerektiğinden bu tip MOSFET lere kanal oluşturmalı MOSFET adı verilir. Ayrıca elektron evirtim tabakasında taşıyıcıların elektron olması nedeniyle bu yapıya n-kanal MOSFET (NMOS) de denir. N kanal bir MOSFET te savak-kaynak arasına gerilim uygulandığında, elektronlar kaynak terminalinden çıkıp savak terminaline doğru akar. Buna bağlı olarak transistörde akım savak ucundan girip kaynak ucundan çıkar. Transistörde akan akımın genliği elektron evirtim tabakasında bulunan yük miktarına, buradaki yük miktarı ise geçit terminaline uygulanan gerilime bağlı olarak değişir. Transistörde geçit terminali oksit tabaka ile (yalıtkan) kanaldan ayrıldığı için buradan akım akmayacaktır. N kanal bir MOSFET te eşik gerilimi (threshold voltage) elektron evirtim tabakasının oluşması için geçit terminaline uygulanması gereken gerilim olarak tanımlanır. Başka bir deyişler transistörün açılması için geçit terminaline eşik gerilim kadar gerilim uygulanması gerekmektedir. N kanal bir MOSFET te eşik gerilimi pozitiftir. Geçite uygulanan gerilim eşik değerinden düşükse transistor den akacak olan akım sıfırdır. Geçite uygulanan gerilim eşik değerinden büyük ise transistor üzerinden akım uygulanan savak-kaynak gerilimiyle akar. Şekil 3(a) da kaynak ve substrat terminalleri topraklanmış bir n kanal MOSFET gösterilmiştir. Geçitkaynak arası gerilim eşik geriliminden küçüktür ve savak-kaynak arasına ise küçük bir gerilim uygulanmıştır. Bu durumda elektron evirtim tabakası oluşmayacağından savak-kaynak arasındaki pn eklem ters kutuplanacak ve savak akımı sıfır olacaktır. (pn eklemdeki sızıntı akımı ihmal edilmiştir).

Şekil 3(b) de aynı MOSFET in geçit terminaline eşik geriliminden büyük bir gerilğim uygulanmıştır. Bu durumda elektron evirtim tabakası oluşacak küçük bir savak gerilimi uygulandığında elektron evirtim tabakasındaki elektronlar kaynak terminalinden pozitif savak terminaline doğru akmaya başlayacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta; savak ucuna pozitif gerilim uygulandığı anda savak-substrat arasındaki pn eklem ters kutuplanacak ve böylece akım pn eklemden değil kanal bölgesinden akacaktır. Şekil 3 n-kanal oluşturmalı MOSFET (a) geçit gerilimi iken ve (b) geçit gerilimi iken Şekil 4 te değerlerine bağlı olarak küçük değerlerinde karakteristiği gösterilmiştir. iken savak akımı sıfırdır. gerilimi eşik geriliminde büyük olduğu anda elektron evirtim tabakası oluşur ve savak akımı nin artmasıyla artar. Şekil 4 Üç farklı gerilimi için nin küçük değerlerinde karakteristiği Şekil 5 farklı ve değerleri için eğrilerini göstermektedir. İdeal bir MOSFET te değerleri için savak akımı sabittir. Bu bölgeye saturasyon bölgesi denir. değerlerinin olduğu bölge ise saturasyon olmayan ya da tirode bölgesi olarak adlandırılır.

Şekil 5 n-kanal oluşturmalı bir MOSFET in kesit görüntüsü ve bölgesinde eğrisi (a) küçük değerleri için, (b) daha büyük fakat değerleri için, (c) ve (d) değerleri için

İdeal bir MOSFET te saturasyon olmayan bölgede akım gerilim karakteristiği; eşitliği ile ifade edilir. değerlerinde saturasyon bölgesindeki ideal bir MOSFET için akım-gerilim karakteristiği; ya da parametresinin eklenmesiyle; eşitliği ile ifade edilir. Burada iletim parametresidir ve; ifadesi ile tanımlanır. Burada birim alan için oksit kapasitanstır. iken oksit geçirgenliği, ise oksit kalınlığıdır. eşitliği aynı zamanla; olarak da tanımlanır. Burada eşitliği ile ifade edilir. değeri fabrikasyon sürecine bağlıdır ve sabittir. Böylece genişliğin kalınlığa oranının transistör tasarımı için önemli bir parametre olduğu anlaşılmaktadır. KAYNAKLAR: 1. Microelectronics Circuit Analysis and Design, Neamen D., 2010 2. Microelectronic Circuit Design, Jeager R., Blalock T., 2011 Malzeme Listesi Dirençler : 10, 15k(2 adet) Diyot : D1N4001 MOSFET : CD4007 Entegresi Standart deney teçhizatı

Adı, Soyadı: Öğrenci No: 3. Hazırlık Çalışması 1. Parametreleri verilen n kanal oluşturmalı bir MOSFET için;,,,, ve Saturasyon bölgesindeki transistör akımını ; (a) (b) için bulunuz.

4. Deney Çalışması Deney 8.1: 1. Aşağıda gösterilen devreyi kurunuz. 2. grafiğini osiloskobun x-y modunu kullanarak çizdiriniz. 3. Elde ettiğiniz grafiği deney sonuç sayfasına çizerek yorumlayınız. X M1 nnmos 5V VOFF = 0 VAMPL = 5V FREQ = 1000 AC = 10 Y 0 Deney 8.2: 1. Aşağıda gösterilen devreyi kurunuz., 2. grafiğini osiloskobun x-y modunu kullanarak çizdiriniz. 3. Elde ettiğiniz grafiği deney sonuç sayfasına çizerek yorumlayınız. X 5V 15k 15k M2 nnmos VOFF = 0 VAMPL = 10V FREQ = 1000 AC = 10 Y 0

Adı, Soyadı: Öğrenci No: 5. Deney 8 Sonuç Sayfası Deney 8.1 Sonuçları: Deney 8.2 Sonuçları: