Versuch 2: Halbleiterparameterextraktion

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1 Labor Elektronisce Scaltungen Prof. Dr. P. Stuwe Dipl.-Ing. B. Arend Versuc : Halbleiterparameterextraktion Gruppennr... Datum Name:. Name:.. Vortestat Note / Bemerkung Matr.-Nr.:. Matr.-Nr.: Teorie Transistoren bilden die Grundbausteine der elektroniscen Scaltungen. Ein Transistor ist ein Halbleiterbauelement, welces zum Scalten oder Verstärken von elektriscen Signalen verwendet werden kann. Es gibt versciedene Arten von Transistoren, die sic in irer Wirkungsweise untersceiden.. Bipolartransistoren Diese Art von Transistoren arbeitet mit zwei untersciedlic gepolten pn- Übergängen. Entsprecend dem Halbleiter untersceidet man z.b. Silizium- (Si-) und Germaniumtransistoren (Ge-). Es gibt Transistoren mit den Scictfolgen pnp und npn. Abb. zeigt iren prinzipiellen Aufbau und ire Scaltzeicen. Ob es sic um einen Ge- oder Si-Transistor andelt, get nict aus dem Scaltzeicen sondern aus der Bezeicnung Abb. : Prinzipieller Aufbau und Scaltzeicen des Bipolartransistors ervor. Bei Bezeicnung gemäß der europäiscen Norm stet bei Ge-Typen an erster Stelle ein A (z.b. AC 7) und bei Si-Typen ein B (z.b. BC 07, BSX6-0 usw.). Der folgende Bucstabe gibt den bevorzugten Einsatzbereic an (z.b. C für NF-Verstärker oder S für Scalteranwendungen). Die weiteren Bucstaben und Zalen dienen zur näeren Bescreibung und Identifikation. Entsprict die Bezeicnung nict der europäiscen Norm, so kann eine Identifikation des Transistors nur unter Zuilfename von Datenblättern erfolgen. Abb. : npn- und pnp-transistor - - V

2 Einen bipolaren Transistor kann man sic als zwei gegeneinander gescaltete Dioden vorstellen, die eine gemeinsame n- bzw. p-scict besitzen. Die mit ir verbundene Elektrode wird als Basis B bezeicnet. Die beiden anderen Elektroden sind der Emitter (Aussender) E und der Kollektor (Sammler) C. Normalerweise betreibt man die Basis-Emitter-Strecke in Durclassrictung und die Kollektor-Basis-Strecke in Sperrrictung. Daraus ergibt sic die Polung der Spannungsquellen gemäß Abb., in der links ein npn- und rects ein pnp- Transistor dargestellt ist. Bei letzterem sind die Basisspannung U BE sowie die Kollektoremitterspannung U CE im Betrieb als Verstärker negativ. Abbildung 3 zeigt die drei Grundscaltungen am Beispiel des npn-transistors. Bezeicnung der Scaltungen rictet sic nac derjenigen Elektrode, die für Eingangs- und Ausgangssignal die gemeinsame Bezugselektrode ist. Die Scaltungen untersceiden sic ierbei insictlic ires Ein- und Ausgangswiderstandes sowie in der Resultierenden Strom- und Spannungsverstärkung. Beispielsweise lässt sic bei Betrieb in Kollektor- und Emitterscaltung mit einem kleinen Basisstrom I B ein - je nac Typ - um den Faktor größerer Kollektorstrom I C steuern. Das Veralten eines bipolaren Transistors lässt sic genauer durc Aufname versciedener Kennlinien bescreiben. Von Interesse sind dabei Eingangs- und Ausgangskennlinie, die Abängigkeit des Kollektorstroms vom Basisstrom sowie die Rückwirkung Ausgangsspannung auf den Eingang. Die Darstellung der Funktionen erfolgt z.b. in einem im 4-Quadranten- Kennlinienfeld. Anand der Kennlinien können statisce (Gleicstrom-) und dynamisce (Wecselstrom-) Kennwerte bestimmt werden. Die des der Abb. 3 : Transistorgrundscaltungen Scaltung Spannungsverstärkung Stromverstärkung obere Grenzfrequenz Eingangswiderstand Ausgangswiderstand Emitterscaltung groß groß klein mittel mittel Basisscaltung groß < groß klein groß Kollektorscaltung < groß mittel groß klein Tabelle : Kenngrößen der Transistorgrundscaltungen - -

3 .. Ausgangskennlinienfeld eines Bipolartransistors in Emitterscaltung Zur Aufname des Ausgangskennlinienfeldes der Emitterscaltung misst man den Ausgangsstrom I C als Funktion der Ausgangsspannung U CE bei versciedenen Eingangsströmen I B und ermittelt so I C = f (U CE ) bei I B = const. Als Ergebnis erält man ein Kennlinienfeld wie in Abb. 4. Es ist zu erkennen, dass zunäcst bis zu einer gewissen Grenze eine geringe Änderung von U CE eine relativ große Änderung des Kollektorstroms bewirkt. Die Spannung, bei der die Kennlinien abknicken, wird als Sättigungsspannung U CEsat bezeicnet. Oberalb dieser Spannung bewirkt eine Eröung von U CE nur ein geringes Ansteigen des Kollektorstroms. Aus der Kennlinie kann für die Aussteuerung um einen festgelegten Arbeitspunkt A der differentielle Ausgangsleitwert e = ΔI C / ΔU CE (I B = const). bestimmt werden. Abb. 4 : Ausgangskennlinienfeld eines Bipolartransistors Des Weiteren ergeben sic in der Emitterscaltung für versciedene Kollektorwiderstände R C bis R C3 Arbeitsgeraden untersciedlicer Steigung (Abb. 5). Abb. 5 : Safe Operation Area (SOAR) In Abbildung 5 ist der sicere Arbeitsbereic (SOAR) eines Bipolartransistors im Ausgangs-kennlinienfeld gekennzeicnet. Ferner sind die Bereice des Ausgangskennlinienfeldes angedeutet, in denen der Transistor nict betrieben werden darf. Die Begrenzung nac unten erfolgt durc die Ausgangskennlinie für I B = 0, nac links durc die Kennlinie der Sättigungsausgangsspannung U CEsat = f (I B ), sowie nac oben und rects durc die Grenzdaten des Transistors I Cmax, U CEmax und die maximale Verlustleistung P Vmax U CE I C. Beim Betrieb als Verstärker muss die entsprecende Widerstandsgerade unteralb der Verlustleistungsyperbel (SOAR: safe operating area) verlaufen. Wird der Transistor als Scalter betrieben, so darf die Hyperbel gescnitten werden, die Punkte der beiden Scaltzustände EIN und AUS müssen aber ebenfalls im siceren Arbeitsbereic SOAR liegen

4 .. Eingangskennlinienfeld Das Eingangskennlinienfeld erält man durc Messung von I B = f (U BE ) für versciedene Werte von U CE. Die Transistor-Eingangskennlinie entsprict der Kennlinie einer Diode in Durclassrictung. Sie wird aufgrund der Spannungsrückwirkung vom Ausgang geringfügig beeinflußt. Analog zum differentiellen Ausgangsleitwert gilt für den differentiellen Eingangswiderstand im Arbeitspunkt: e U I BE B UCE const Eingangskennlinien Abb. 6 :..3 Stromsteuerungskennlinienfeld Die Stromsteuerungskennlinie gibt den Zusammenang zwiscen dem Basisstrom I B und dem resultierenden Kollektorstrom I C an. Die Kennlinie verläuft nur näerungsweise linear. Wie bei der Aufname der Eingangskennlinien wird auc ier U CE als Parameter der Kennlinienscar bei versciedenen Werten jeweils konstant gealten. Für die Gleicstromverstärkung im Arbeitspunkt gilt: I C B I B Der differentiellen Stromverstärkungsfaktor berecnet sic nac: Abb. 7 : Stromsteuerungskennlinien e I I C B UCE const..4 Rückwirkungskennlinienfeld Die Rückwirkung der Ausgangsspannung U CE auf die Eingangsspannung U BE erfolgt über die Kollektor-Basis- Sperrscict. Für den differentiellen Rückwirkungsfaktor gilt: e U U BE CE IB const Die Funktion wird bei versciedenen Werten von I B als Parameter der Kennlinienscar aufgenommen. Abb. 8 : Rückwirkungskennlinien - 4 -

5 . Feldeffekttransistoren Bei Feldeffekttransistoren (FET) fließt der Strom durc einen albleitenden Kanal. Der Widerstand dieses Kanals wird durc ein elektrisces Feld, welces senkrect zum Stromkanal stet, gesteuert. Bei den FETs gibt es p-kanal- und n-kanal-typen. Des Weiteren wird zwiscen Sperrscict-FETs (Junction-FETs, JFETs), bei denen die Steuerelektrode durc einen pn- bzw. np-übergang vom Kanal getrennt ist, und MOS-FETs bei denen Steuerelektrode und Kanal durc eine dünne SiO -Scict voneinander isoliert sind, unterscieden. Abb. 9 zeigt den prinzipiellen Aufbau und die Scaltzeicen des Sperrscict-FET. Die Steuerelektrode des FET wird als Gate (Tor) G bezeicnet, die anderen beiden Ansclüsse werden als Drain (Abfluss) D und Source (Quelle) S bezeicnet. Im Gegensatz zum bipolaren Transistor wird der pn- bzw. np-übergang des Sperrscict-FET in Sperrictung betrieben, womit sic für die Polung der Spannungsquellen die Verältnisse gemäß Abb. 0 ergeben. Die Sperrscict-FETs zälen zu den selbstleitenden FETs, d.. bei Steuerspannung U GS = 0 V fließt der größte Drainstrom. Ansteuern des Gates bewirkt eine Verengung des leitenden Kanals und ab einer bestimmten Spannung (Abscnürspannung, Pinc Off Voltage) wird I D zu Null. Die MOSFETs sind unterteilt in selbstleitende (Verarmungstyp, Depletion- MOSFET) und selbstsperrende (Anreicerungstyp, Enancement-MOS-FET) Typen, siee Abb.. Abb. 9 : Polung der Spannungsquellen beim Sperrscict-FET Bei den selbstsperrenden Typen fließt bei U GS = 0 nur ein ser kleiner Drain-Reststrom. Der max. Drainstrom fließt erst bei einer Steuerspannung U GS > U P > 0 (n-kanal) bzw. U GS < U P < 0 (p-kanal). Bei einigen Typen ist zusätzlic zu Gate, Drain und Source ein vierter Anscluss Bulk (Substrat) B voranden, welcer durc eine Sperrscict vom Kanal getrennt ist und eine änlic steuernde Wirkung at wie das Gate. Wird diese Möglickeit nict genutzt, so ist dieser Anscluss mit Source zu verbinden. Typisc für die FET ist ir ser oer Eingangswiderstand aufgrund dessen sic ein FET naezu leistungslos steuern lässt. Wie beim bipolaren Transistor gibt es auc bei dem FET drei Grundscaltungen: Source-, Drainund Gatescaltung. Zur anscaulicen Bescreibung des Transistorveraltens ist die Aufname des Ausgangskennlinienfeldes sowie der Steuerkennlinie von Nutzen. Abb. 0: Scaltzeicen der MOS-FETs - 5 -

6 .. Ausgangskennlinienfeld Zur Aufname des Ausgangskennlinienfeldes misst man den Ausgangsstrom I D als Funktion der Ausgangsspannung U DS bei versciedenen Eingangsspannungen U GS : I D = f (U DS ) für U GS = const. Man erält ein Kennlinienfeld wie in Abb.. Zunäcst bewirkt eine geringe Änderung von U DS eine relativ große Änderung des Drainstroms. Ab einer Abscnürgrenze U K = f (U GS ) bewirkt eine Eröung von U DS nur noc eine geringe Änderung von I D. Für den differentiellen Ausgangsleitwert gilt: ID y U DS UGS const Der sicere Bereic des Ausgangskennlinienfeldes ergibt sic änlic wie beim Bipolartransistor (vgl. Abb. 5). Abb. : Ausgangskennlinien eines n-kanal JFET.. Übertragungskennlinie Ein carakteristisces Merkmal des FET ist die Abängigkeit des Drainstroms von der Gatespannung. Für die Steileit (siee Abb. 3) in einem festgelegten Arbeitspunkt gilt: ID S y U GS UDS const Für den JFET und den selbstleitenden MOS-FET gilt: Bei U GS = 0 fließt der maximale Drainstrom I DS. Die Gatespannung U P, bei der I D zu Null wird, bezeicnet man als Abscnürspannung (pinc off voltage). Für den Verlauf der Kennlinie gilt näerungsweise: U GS D DS I I I bzw.: U D U GS U P P I DS Die Übertragungskennlinie eines FETs verläuft näerungsweise wie eine quadratisce Parabel, wesalb diese Bauteile bevorzugt in der Hocfrequenztecnik zur Frequenzvervielfacung und als Miscer eingesetzt werden. Abb. : Übertragungskennlinie - 6 -

7 .3 Die -Parameter Elektronisce Baugruppen und Bauelemente, wie z.b. Versorgungsleitungen, Nacrictenkabel, Trafos, Filter, Verstärker, einzelne Verstärkerstufen usw., sind mit dem restlicen Netz in der Regel mit zwei Eingangs- und zwei Ausgangsklemmen verbunden. Zur Systematisierung und Vereinfacung von Berecnungen dieser Netzwerkgrößen wurde die Netzwerkteorie entwickelt. Insbesondere die Wecselstromeigenscaften (Signalverstärkung) von linearen oder linearisierten Scaltungen Abb. 3 : Vierpol können mit Hilfe der Vierpolteorie gut bescrieben werden. Hierbei wird bei Bipolartransistoren bevorzugt die sogenannte Hybridform der Vierpolgleicungen angewendet. Diese gelten bei Transistoren nur im linerarisierten Bereic, also für Auslenkungen um den Arbeitspunkt die so gering sind, dass sic die Scaltung ierbei annäernd linear verält. U I I U I U Diese Gleicungen werden durc folgendes Ersatzscaltbild repräsentiert: Abb. 4 : ESB zu den Hybridform-Vierpolgleicungen Dabei bedeuten die sogenannten -Parameter im eingestellten Arbeitspunkt des Transistors: U Kleinsignal-Eingangsimpedanz bei sekundärseitigem Kurzscluss der Wecselspannung. I U 0 U Kleinsignal-Spannungsrückwirkung bei konstantem Eingangsstrom one Wecselanteil U I 0 I Kleinsignal-Stromverstärkung bei sekundärseitigem Kurzscluss der Wecselspannung I U 0 I Kleinsignal-Ausgangsadmittanz bei konstantem Eingangsstrom one Wecselanteil U I 0-7 -

8 Für die äufig verwendete Emitterscaltung gilt folglic: U BE U CE ˆ U ˆ U I B I C ˆ I ˆ I Abb. 5 : Emitterscaltung als Vierpol Die -Parameter für die Emitterscaltung sind: e U I U 0 e U I BE B U CE const der Kleinsignal-Eingangswiderstand bei Kurzscluss der Kleinsignalwecselgrößen am Ausgang e U U I 0 e U U BE CE I B const die Kleinsignal-Spannungsrückwirkung bei Leerlauf der Kleinsignalwecselgrößen am Eingang e I I U 0 e I I C B U CE const die Kleinsignal-Stromverstärkung bei Kurzscluss der Kleinsignalwecselgrößen am Ausgang e I U I 0 e I U C CE I B const der Kleinsignal-Ausgangsleitwert bei Leerlauf der Kleinsignalwecselgrößen am Eingang Die -Parameter für die jeweilige Scaltung können im Arbeitspunkt aus dem Kennlinienfeld entnommen werden und sind auc relativ einfac zu messen. Das Ersatzscaltbild vereinfact die Scaltungsberecnung und Dimensionierung ereblic, solange der Transistor mit Kleinsignalen betrieben wird und desalb seine Kennlinien im eingestellten Arbeitspunkt linearisiert werden dürfen

9 Kennlinien mit dem Parameteranalysator messen (Versucsdurcfürung Teil ) In modernen Produktions- und Entwicklungsumgebungen werden Halbleiterparameter von speziell ierfür konstruierten Geräten, sogenannten Parameteranalysatoren, ermittelt. Diese Geräte erlauben mittels spezieller Prüfkontakte bereits Messungen auf dem Wafer wärend der Halbleitererstellung. Im Laborversuc werden vollständige Halbleiter (Halbleitercip in Geäuse eingebaut und mit Ansclussdräten verseen) in einer speziellen Testvorrictung (Test Fixture) überprüft, um z.b. neben der prinzipiellen Funktion eines solcen Geräts die Streuungen baugleicer Halbleiter untersucen zu können. Wictiger Hinweis: Der verwendete Analysator verwendet ein speziell angepasstes Windows- Betriebssystem. In die frei zugänglicen USB-Ports dürfen keine eigenen Datenträger eingesteckt werden, da für das korrekte Funktionieren der Messung keine lokalen Virenscutzprogramme installiert sein dürfen! Allgemeine Hinweise zum Parameteranalysator: Das verwendete Gerät bestet aus einem sog. Mainframe (PC-basiertes System mit integriertem Toucscreen und PC-üblicer Eingabeperiperie), in den spezielle Messmodule, sog. Source Monitoring Units (SMUs), fest installiert sind. Diese SMUs dienen gleiczeitig als Stromquelle/-senke und Messeineit. Die Messansclüsse werden an eine Fassung (Test Fixture), angesclossen, die den zu untersucenden Halbleiter im Geäuse aufnimmt. Jede SMU verfügt über eine einspeisende Leitung (Force) und eine Messleitung (Sense). Diese werden bei der ier durcgefürten Anwendung an der Test Fixture miteinander verbunden. Die SMUs sind mit der Test Fixture folgendermaßen verbunden: Tabelle : Ansclussbelegung der SMUs SMU Nr. Eigenscaften Anscluss an der Test Fixture Hig Power SMU Hig Resolution SMU 3 Medium Power SMU 4 Medium Power SMU GNDU Ground Unit - Force - Sense N.C. N.C. 3 - Force 4 - Sense 5 - Force 6 - Sense Force Sense Direkt nac dem Systemstart wird zunäcst ein sog. Workspace ausgewält, welcer als Container für die programmierten Messscaltungen sowie deren Messwerte dient. Wälen Sie die Funktion Create new Workspace und erstellen benennen Sie diesen ES-Labor_<SEM> <GRUPPENKENNZEICHEN>

10 3 Abb. 6 : Die Software Easy Expert. Kennlinien eines Bipolartransistors Im näcsten Abscnitt werden Sie zunäcst mit dem Gerät vertraut gemact und nemen das Ausgangskennlinienfeld eines Bipolartransistors auf. Anscließend erstellen Sie eigene Messroutinen zur Gewinnung weiterer Kennlinienfelder... Eingangskennlinienfeld eines Bipolartransistors Wälen sie aus dem Menüpunkt ClassicTest () den IV-Sweep () und ordnen Sie die SMUs folgendermaßen zu: SMU: Kollektor SMU3: Basis, SMU4: Emitter. Im Cannel Setup können den Spannungen und Ströme der SMUs Namen zur besseren Untersceidung im weiteren Verlauf der Messung zugeordnet werden macen Sie iervon Gebrauc, da es die spätere Auswertung enorm erleictert. Konfigurieren Sie im die SMUs als Spannungsquellen (Mode V), wenn Sie Spannungen vorgeben möcten oder als Stromquellen (Mode I), wenn Sie Ströme vorgeben möcten. Weisen Sie als primären Sweep-Parameter (VAR) die SMU am Basisanscluss zu. Sekundärer Sweep-Parameter wird die SMU am Kollektor, für die Emitter-SMU wird kein Parameter eingestellt (CONST). Abb. 7 zeigt die vorzunemenden Einstellungen für diese Messung

11 Abb. 7 : Cannel Setup Hinweis: Wenn wie ier beim Emitterstrom eine der Größen offensictlic aus den anderen abgeleitet werden kann, darf auc die Ground Unit (welce über keine Messfunktion verfügt) eingesetzt werden. Diese Senke kann größere Ströme (max. 3,5 A) aufnemen und eignet sic z.b. gut für den Einsatz am Emitteranscluss. Stellen Sie dann im Measurement Setup die Sweep-Parameter ein. Eine sinnvolle Voreinstellung für einen ersten Test, bei dem der Basisstrom im Bereic vom 0 bis 500 µa variiert, zeigt Abb. 8. Abb. 8 : Measurement Setup - -

12 Anscließend muss noc im Display Setup die Anzeige konfiguriert werden: Abb. 9 : Display Setup Füren Sie nun eine erste Messung durc und passen Sie die Parameter so an, dass eine optimale Darstellung gewärleistet ist. Aus dieser Kennlinie soll nun der Parameter differentielle Eingangswiderstand im Arbeitspunkt I B = 50 µa bestimmt werden. Dafür stet die Line-Funktion des Displays zur Verfügung. Abb. 0 : Line-Funktion Mit dieser können Sie ser einfac den gesucten Parameter erfassen, indem Sie die Tangentenfunktion wälen. Mittels der Marker Skip-Scaltfläce kann die gewünscte Funktion gewält und mittels Marker Searc direkt der gewünscte Arbeitspunkt eingegeben werden. In Abb. ist ein möglices Ergebnis gezeigt. Hier wurden auc mittels der Text-Funktion die Parameter für U C direkt in die Ausgabe eingetragen. Intercept kennzeicnet den Acsenscnittpunkt der Cursorfunktion mit der Ordinate (ier: I C ), Gradient kennzeicnet die Steigung. Somit kann der gesucte Parameter leict ermittelt werden. Hinweis: Alle Parameter werden im Arbeitspunkt I B = 50 µa, U CE = 0 V bestimmt! - -

13 Abb. : Line-Funktion Drucken Sie nac der Messung das Ergebnis aus (ier ilft die Funktion File-Print Preview) und speicern Sie die Messkonfiguration in Irem Workspace... Ausgangskennlinienfeld eines Bipolartransistors Die Ansclussbelegung der SMUs bleibt unverändert. Um die Funktion I C = f(u CE ) mit dem Parameter I B aufnemen zu können, muss U CE als primärer Sweep-Parameter (VAR) und I B als sekundärer Sweep-Parameter (VAR) ausgewält werden. Wälen Sie eine maximale Spannung U CE = 5 V und stellen Sie die Basisströme so ein, dass das Gerät gerade nict übersteuert (der maximale Strom beträgt I max = 00 ma). Stellen Sie dann die Sweep-Parameter so ein, dass zwiscen einem Basisstrom von ca. 0 ma und dem maximal sinnvollen Basisstrom ca. 5 Kennlinien dargestellt werden. Bestimmen Sie die Ausgangsadmittanzen der Kennlinien bei U CE = 7,5 V. Drucken Sie das Ergebnis aus und tragen Sie die Basisströme als Parameter ein. Verwenden Sie die Line-Funktion der Displaysoftware, um die Steigung einer der Ausgangskennlinien zu ermitteln und berecnen Sie mit dieser die Early-Spannung des Transistors

14 ..3 Bestimmung der Stromverstärkungskennlinie Stellen Sie im Cannel Setup den Basisstrom als Sweep-Parameter (VAR) ein. Sekundärer Sweep-Parameter soll die Spannung U CE sein. Der Emitter wird wieder auf eine feste Spannung gelegt (CONST). Im Measurement Setup wird dann der Sweep-Bereic sinnvoll gewält. Im Kennlinienfeld sollen 3-5 Kennlinien für U CE < U CEmax = 5 V abgebildet werden. Bestimmen Sie die Kleinsignalstromverstärkung der Kennlinien für einen Basisstrom von 50 µa. Drucken Sie das Ergebnis und speicern Sie die Scaltung in Irem Workspace...4 Bestimmung der Stromverstärkung Die Gleicstromverstärkung kann auc direkt angezeigt werden, in dem im Function Setup eine entsprecende Berecnungsvorscrift eingefügt wird, die einer Variablen einen Ausdruck, der die Messgrößen als Parameter entält, zugewiesen wird. Das Display Setup ist wieder entsprecend anzupassen. Abb. : Eine benutzerdefinierte Funktion zuweisen - 4 -

15 ..5 Bestimmung der Spannungsrückwirkung Abscließend soll die Spannungsrückwirkung aufgenommen werden. Hierzu wird die Spannung U CE als primärer Sweep-Parameter und der Basisstrom als sekundärer Parameter gewält. Stellen Sie die Kennlinie für ca. 3 Basisströme dar und ermitteln sie die Spannungsrückwirkung. Kennlinien eines Feldeffekttransistors In diesem Abscnitt sollen zwei carakteristisce Kennlinien eines FETs (ier: P-Kanal-FET vom Typ BS50) untersuct werden. Werfen Sie daer zunäcst einen Blick in das Datenblatt des Transistors, um die Polaritäten und Größenordnung der später einzustellenden Messgrößen zu erfassen. Es sollen naceinander die Steuerkennlinie I D = f(u GS ) und anscließend das Ausgangskennlinienfeld (mit U GS als Parameter) aufgenommen werden... Steuerkennlinie des FET Mit Kenntnis der Polaritäten kann die bereits unter..3 kennen gelernte Classic-Test-Funktion so modifiziert werden, dass die gesucte Steuerkennlinie bestimmt wird. Beacten Sie, dass beim gewälten Transistor das Drain- und Gatepotential negativ in Bezug zur Source ist. Wälen Sie z.b. eine (feste) Drainspannung von -0 V und lassen Sie die Gatespannung von 0 V bis -0 V durclaufen. Dabei kann der Drainstrom gemessen werden. Eine Anpassung der Ausgabe kann durc Vertauscen der positiven bzw. negativen Skalenwerte gesceen, so dass die Steuerkennlinie dann wieder im. Quadranten angezeigt wird. Bestimmen Sie die Steileit bei einem Arbeitspunkt, der durc einen Strom von 50 ma gekennzeicnet ist. Drucken Sie das Ergebnis und speicern Sie die Scaltung in Irem Workspace... Ausgangskennlinienfeld Erweitern Sie nun die Scaltung, so dass ein Ausgangskennlinienfeld mit 4-5 Kennlinien dargestellt wird. Tipp: Die Steuerkennlinie zeigt Inen bereits sinnvolle Werte für den Parameter U G. Drucken Sie das Kennlinienfeld und notieren Sie für jede der Kennlinien die zugeörige Gatespannung direkt im Ausdruck. Speicern Sie dann die Scaltung in Irem Workspace

16 .3 Bestimmung von -Parametern mittels Multimetern (Versucsdurcfürung Teil ) Ziel dieses Versucsteiles ist es, die Kleinsignal--Parameter sowie die Gleicstromverstärkung eines in Emitterscaltung betriebenen bipolaren Transistors mittels andelsüblicer Multimeter zu bestimmen. Verwenden Sie dafür die Scaltungen aus Abb. 3. Abb. 3 : Scaltungen zur Bestimmung der -Parameter Die Versorgungsscaltung ist ein Rampengenerator (Sägezansymbol im Kreis), welcer nac Einscalten seine Ausgangsspannung kontinuierlic von 0 V bis auf 0 V eröt und dann ält. Er wird ier als Konstantspannungsquelle eingesetzt und ist mit ±5 V zu versorgen (Masseanscluss = COM). Mit dem 50 k - Poti wird in beiden Scaltungen ein Basisstrom von 40 µa eingestellt