Organized by Daw-Tung Lin , NTPU

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1 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU
Lab11.VMOS電路 電子電路實驗 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 1

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一、實驗目的 了解Voltage MOS如何運作。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 2

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二、原理說明 金氧半場效電晶體(MOSFET)具有一個絕緣的閘極，導致極高的輸入電阻。空乏型MOSFET，可在空乏或增強模式操作。增強型MOSFET又稱為常閉MOSFET，只能在增強模式下操作。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 3

4 增強型MOSFET VS 空乏型MOSFET
增強型(Enhancement-mode) MOSFET，如下圖所示，為N通道增強型MOSFET的結構及電路符號。它是利用一塊少量雜質的P型半導體作為底座，再擴散兩個N型材料作為源極及汲極，閘極的金屬膜仍然以氧化層與底座隔開。在源極與汲間沒有通道。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 4

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空乏型(depletion) MOSFET，如下圖所示，源極和汲極是摻入雜質濃度較大的N型半導體，而通道為摻入雜質濃度較小的N型區。這種FET的閘極電壓可為正電壓或負電壓。當閘極電壓為零時，源極與汲極間有電流產生，使得有更多的電子從源極到汲極，於汲極電流ID增加。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 5

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VMOS VMOS電晶體是增強型MOSFET，使用在需要高負載功率的應用中，包括聲頻放大器、RF放大器等。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 6

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實驗使用材料 LED TIL221 × 1 MOSFET IRF510 × 1 電阻 Ω、560Ω、1KΩ (1/2W)各× 1 22KΩ(1/2W) × 2 電容 uF、100uF 各× 1 開關 SPST × 1 可變電阻 1KΩ、5KΩ、1MΩ 各× 1 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 7

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實驗步驟(1)-VMOS 1. 我們使用的IRF510電晶體，結構如下： 。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 8

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2. 將下面電路圖接妥。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 9

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實驗步驟(2)-轉導曲線 使用上頁的電路圖，將5KΩ的可變電阻調至最大，然後調整1KΩ的可變電阻使汲極電流略大於10mA，再調整5K Ω的可變電阻使汲極電流為後面表一中每列的電流值，最後紀錄每個閘極電壓至表一。 將所得的資料繪成 與 關係曲線(即是轉導曲線)。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 10

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實驗步驟(3)-電壓分壓器偏壓 連接底下電路，並記錄 、 及 於表二。 RL為1MΩ的可變電阻。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 11

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實驗步驟(4)-推動負載 1. 接好下面電路。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 12

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2. 測試打開和關上S1，LED燈應該在S1關上時發光，同時在S1打開時熄滅。 3. 關上S1測量 和 ，紀錄在表三。 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 13

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轉導曲線(表一) & 轉導曲線圖 10uA 1mA 2mA 4mA 8mA 10mA Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 14

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電壓分壓器電壓(表二) IRF510 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 15

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推動負載(表三) IRF510 Organized by Daw-Tung Lin , NTPU 16