Inhaltsverzeichnis
3.1 „Aufnahme der Ausgangskennlinien“
3.2.1 Versuchsbeschreibung
3.2.2 Versuchsdurchführung
3.2.3 Messergebnisse
3.2.4 Auswertung der Messergebnisse
3.3 „Verstärkerschaltung“
3.3.1 Versuchsbeschreibung
3.3.2 Versuchsdurchführung
3.3.3 Messergebnisse
3.3.4 Auswertung der Messergebnisse
3.4 Geräteliste
3.5 Anhang
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
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Grafik 3.2.1 Alt
Es soll die Abhängigkeit des Drainstromes D von der Drain-Source Spannung UDS, bei verschiedenen Gate-Source Spannungen UGS 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.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Grafik 3.2.1 Neu
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 R2 verhindert einen unzulässig hohen Gate-Strom.
3.2.2 Versuchsdurchführung
Gemessen wurde der Drainstrom ID, in Abhängigkeit von der Drain-Source Spannung UDS 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 UGS = ( -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
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Tabelle 3.2.2
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
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 UGS 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
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Grafik 3.3.1
In folgendem Versuch soll die Eigenschaft des Feldeffekt-Transistors als Verstärker ermittelt werden. Damit zwischen Betriebs- und Signalspannung unterschieden werden kann, wird der FET, wie in Grafik 3.3.1 ersichtlich, als reiner Wechselstromverstärker eingesetzt.
3.3.2 Versuchsbeschreibung
Die Versuchsplatine wurde mit einer Gleichspannungsquelle, welche auf 20V eingestellt ist, bestückt. Weiterhin wurde ein Frequenzgenerator mit USS = 0,3V, f = 1khz, sowie ein Oszilloskop verwendet. Mit dem Potentiometer wird die Ausgangsspannung UA 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:
UE(SS) = 0,3 V ; UA(SS) = 5,2 V
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Tabelle 3.3.2
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3.3.4 Auswertung der Messergebnisse
Spannungsverstärkung :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
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.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
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)
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Zweck des Versuchs "Aufnahme der Ausgangskennlinien"?
Ziel dieses Versuchs ist es, die Ausgangskennlinien eines n-Kanal-Feldeffekttransistors (FET) zu ermitteln. Dabei wird die Abhängigkeit des Drainstroms (ID) von der Drain-Source-Spannung (UDS) bei verschiedenen Gate-Source-Spannungen (UGS) untersucht.
Wie wurde die Schaltung für die "Aufnahme der Ausgangskennlinien" verändert und warum?
Die ursprüngliche Schaltung (3.2.Alt) wurde verändert, weil die beiden Spannungen (Drain-Source und Gate-Source) zu stark aufeinander einwirkten. Die geänderte Schaltung (3.2.Neu) ermöglicht eine feinere Einstellung der Gate-Source-Spannung durch ein Potentiometer, und ein Festwiderstand (R2) verhindert einen zu hohen Gate-Strom.
Welche Messwerte wurden bei der "Aufnahme der Ausgangskennlinien" erfasst?
Es wurde der Drainstrom (ID) in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung (UDS) gemessen, wobei UDS von 0-20V in Schritten von 0,5V (bis 4V) und 2V (ab 4V) variiert wurde. Die Gate-Source-Spannung (UGS) wurde auf fünf konstante Werte eingestellt: -1,5V, -1V, -0,5V, 0V und 0,5V.
Was wurde bei der Auswertung der Messergebnisse der "Aufnahme der Ausgangskennlinien" festgestellt?
Die Auswertung erfolgte hauptsächlich durch das Auftragen der Messergebnisse in Diagramm 3.2.3. Im Verlauf der Kurve bei UGS = 0,5V wurde ein Rückgang der Gate-Source-Spannung festgestellt, der auf die Erwärmung der Bauteile und das daraus resultierende veränderte Verhalten zurückzuführen ist. Die Richtigkeit der Messungen kann im Datenblatt des Bf245C überprüft werden.
Was ist das Ziel des Versuchs "Verstärkerschaltung"?
Ziel dieses Versuchs ist es, den FET als Verstärker in Source-Schaltung messtechnisch zu untersuchen und seine Verstärkereigenschaften zu ermitteln. Der FET wird als reiner Wechselstromverstärker eingesetzt, um zwischen Betriebs- und Signalspannung unterscheiden zu können.
Wie wurde der Versuch "Verstärkerschaltung" durchgeführt?
Die Versuchsplatine wurde mit einer Gleichspannungsquelle (20V), einem Frequenzgenerator (USS = 0,3V, f = 1kHz) und einem Oszilloskop bestückt. Mit einem Potentiometer wurde die Ausgangsspannung (UA) erhöht, bis eine Verzerrung auftrat. Zusätzlich wurden Ausgangsspannungen in Abhängigkeit von der Frequenz aufgenommen, um die Grenzfrequenz zu ermitteln.
Welche Messergebnisse wurden bei der "Verstärkerschaltung" erzielt?
Die maximale Verstärkung betrug UE(SS) = 0,3 V ; UA(SS) = 5,2 V. Die Messergebnisse der Ausgangsspannungen in Abhängigkeit von der Frequenz sind in Tabelle 3.3.2 und Diagramm 3.3.3 dargestellt.
Wie wurde die Grenzfrequenz bei der "Verstärkerschaltung" ermittelt?
Die Grenzfrequenz liegt bei 70,7% der maximalen Ausgangsspannung bei 1kHz (5,2V), was einer Dämpfung von 3dB entspricht. Rechnerisch ergibt sich ein Wert von 3,68V. Dieser Wert wird annähernd bei 180 kHz erreicht, was auch den durchgeführten direkten Messungen entspricht.
Welche Geräte wurden für die Versuche verwendet?
Für die Versuche wurden unter anderem folgende Geräte verwendet: 2 Multimeter Fluke 8021B, 1 Multimeter Siemens, 2 Spannungsquellen 0-30V Delta Elektronika, 1 Experimentierplatine (FET-Bf245C), 1 Oszilloskop Tektronix TDS 210, 1 Frequenz Generator Toellner TOE 7402 und diverse Messkabel.
Welche Anhänge sind im Dokument enthalten?
Das Dokument enthält folgende Anhänge: Messprotokoll (2 Seiten), Aufgabenstellung (3 Seiten) und Datenblatt Bf245C (11 Seiten).
- Quote paper
- Lars Lendziewski (Author), 2001, Feldeffekttransistoren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/105209
