Feldeffekttransistoren

3. FET - Kennlinien, FET - Verstärker

3.1 „Aufnahme der Ausgangskennlinien“

In folgenden Versuchen sollen die Ausgangskennlinien eines n -Kanal-Feldeffekt-Transistors ermittelt werden.

3.2.1 Versuchsbeschreibung

Es soll die Abhängigkeit des Drainstromes I D von der Drain-Source Spannung U DS ,

bei verschiedenen Gate-Source Spannungen U GS ermittelt werden. Ursprünglich sollten die Messung an obiger Schaltung (3.2.Alt) durchgeführt werden, da aber die beiden Spannungen zu sehr aufeinander einwirkten wurde die Schaltung zu 3.2.Neu verändert.

Die Drains-Source Spannung kann an der oberen Spannungsquelle verändert werden und die Gate-Source Spannung an der unteren. Es wurde ein Potentiometer eingefügt um Feineinstellung vornehmen zu können. Der Festwiderstand R ² verhindert einen unzulässig hohen Gate-Strom.

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3.2.2 Versuchsdurchführung

Gemessen wurde der Drainstrom I D , in Abhängigkeit von der Drain-Source Spannung U DS welche von 0-20V, in Schritten von 0,5V und ab 4V in Schritten von 2V, variiert wurde. Die Gate-Source Spannung wurde auf fünf verschiedene Konstante Werte eingestellt U GS = ( -1,5V ; -1V ; -0,5V ; 0V ; 0,5V ). Die ermittelten Messwerte sind aus der Tabelle 3.2.2 und aus dem Diagram 3.2.3 zu ermitteln.

3.2.3 Messergebnisse

3.2.4 Auswertung der Messergebnisse

Die eigentliche Auswertung ist laut Aufgabenstellung durch das Auftragen der Messergebnisse in Diagramm 3.2.3 erfolgt.

Im Verlauf der Kurve 0,5 ist ein Rückgang der Gate-Source Spannung U GS zu erkennen. Diese ist auf die Erwärmung der Bauteile und das somit veränderte Verhalten zurückzuführen.

Die Richtigkeit der Messungen kann im Datenblatt des Bf245C, im Anhang, überprüft werden.

3.3 „Verstärkerschaltung“

Hier wird der FET als Verstärker in Source Schaltung, messtechnisch untersucht.

3.3.1 Versuchsbeschreibung

In folgendem Versuch soll die Eigenschaft des Feldeffekt-Transistors als Verstärker ermittelt werden. Damit zwischen Betriebs- und Signalspannung unterschieden

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werden kann, wird der FET, wie in Grafik 3.3.1 ersichtlich, als reiner Wechselstromverstärker eingesetzt.

3.3.2 Versuchsbeschreibung

Die V ersuchsplatine wurde mit einer Gleichspannungsquelle, welche auf 20V eingestellt ist, bestückt. Weiterhin wurde ein Frequenzgenerator mit U SS = 0,3V, f = 1khz, sowie ein Oszilloskop verwendet. Mit dem Potentiometer wird die Ausgangsspannung U A soweit erhöht bis eine Verzerrung auftritt. Weiterhin sollen die Ausgangsspannungen in Abhängigkeit von der Frequenz aufgenommen werden, hierzu wird die Frequenz am Generator verändert. Es soll die Frequenz ermittelt werden, bei der die Spannung auf 70,7% ihres Ausgangswertes bei 1kHz gesunken ist. Die Messergebnisse werden in Tabelle 3.3.2 und in dem Diagramm 3.3.3 ausgewiesen.

3.3.3 Messergebnisse

Max. Verstärkung:

U E(SS) = 0,3 V ; U A(SS) = 5,2 V

3.3.4 Auswertung der Messergebnisse

Spannungsverstärkung :

V U 3 , 0 = = A Vu V U 2 , 5 E

V U = 17,33

Grenzfrequenz :

Die Grenzfrequenz liegt bei 70,7% der maximalen Ausgangsspannung bei 1kHz (5,2V). Dies entspricht einer Dämpfung von 3dB. Rechnerisch ergibt sich somit ein Wert von 3,68V. Aus der Tabelle 3.3.2 kann ermittelt werden dass sich dieser Wert, annährend bei 180 kHz einstellt. Dies entspricht auch den durchgeführten, direkten, Messungen.

U A(-3dB) = 3,68 V ; f O = 180 kHz

3.4 Geräteliste

- 2 Multimeter Fluke 8021B (Nr. 3765157; 3765239)

- 1 Multimeter Siemens (Nr. 433b)

- 2 Spannungsquellen 0-30V Delta Elektronika (Nr. 17139; 15132)

- 1 Experimentierplatine (FET-Bf245C)

- 1 Oszilloskop Tektronix TDS 210 (GegNr. 350)

- 1 Frequenz Generator Toellner TOE 7402 (Nr. 35528)

- Diverse Messkabel

3.5 Anhang

- Messprotokoll (2 Seiten)

- Aufgabenstellung (3 Seiten)

- Datenblatt Bf245C (11 Seiten)

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