ADALM2000實驗：將MOS電晶體連接為二極體
前言：
作者: Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus
目標：
本次實驗的目的，是研究將MOS場效應電晶體（NMOS和PMOS）連接為二極體時的正向/反向電流與電壓特性。
本次實驗的目的，是研究將MOS場效應電晶體（NMOS和PMOS）連接為二極體時的正向/反向電流與電壓特性。
材料:
• ADALM2000主動學習模塊
• 無焊麵包板
• 一個100 Ω電阻
• 一個ZVN2110A NMOS電晶體
• 一個ZVP2110A PMOS電晶體
NMOS說明
增強型NMOS電晶體閘源的電流與電壓特性可以使用ADALM2000實驗室硬體和以下連接來測量。使用麵包板，將波形產生器W1連接到電阻R1的一端。將示波器輸入2+也連接到這裡。將M1的閘極和漏極連接到R1的另一端，如圖所示。M1的源極連接至負電源Vn(–5 V)。將示波器輸入2-和示波器輸入1+連接到M1的閘極-漏極節點。示波器輸入1–最好接地，以降低噪聲影響。構建電路時，確保關閉電源Vn。確保所有連接都正確之後，接通電源。
圖1.NMOS二極體連接圖。
硬體設定
波形產生器配置為100 Hz三角波，峰對峰值幅度為10 V，偏移為0 V。示波器的差分通道2（2+、2-）用於測量電阻（和電晶體）中的電流。連接示波器通道1 (1+)的單端輸入，以測量電晶體兩端的電壓。流過電晶體的電流是2+和2-之間的電壓差除以電阻值(100 Ω)的結果。
圖2.NMOS二極體麵包板電路。
程序步驟
將捕獲的數據加載到Excel表格中，計算電流。計算並繪製電流與電晶體兩端電壓(V GS )的曲線，此應無反向流動電流。在正嚮導通區域，電壓-電流應呈二次函數關係。計算並繪製電流與VGS的平方根曲線。比較兩條曲線的形狀並評論。V GS的平方根曲線。比較兩條曲線的形狀並評論。
圖3.NMOS二極體XY曲線。
PMOS說明
使用PMOS元件，重複實驗。連接方法類似，如圖4所示。您可能注意到，在本示例中，示波器輸入的極性發生反向。所以，示波器屏幕的電壓和電流方向與NMOS示例中類似。M1的源極連接至正電源Vp (+5 V)。將示波器輸入2+和示波器輸入1–連接到M1的閘極-漏極節點。構建電路時，確保關閉電源(Vp)。確保所有連接都正確之後，接通電源。
圖4.PMOS二極體連接圖。
硬體設定
波形產生器配置為100 Hz三角波，峰對峰值幅度為10 V，偏移為0 V。示波器的差分通道2（2+、2-）用於測量電阻（和電晶體）中的電流。連接示波器通道1 (1–)的單端輸入以測量電晶體兩端的電壓。流過電晶體的電流是2+和2-之間的電壓差除以電阻值(100 Ω)的結果。
圖5.PMOS二極體麵包板電路。
程序步驟
將捕獲的數據加載到Excel表格中，計算電流。計算並繪製電流與V GS的曲線。應沒有反向流動電流。在正嚮導通區域，電壓和電流應呈二次函數關係。計算並繪製電流(I D )與V GS的平方根曲線。比較兩條曲線的形狀並評論。
圖6.PMOS二極體XY曲線。
問題
• 透過繪製I D和V GS的測量數據曲線，找到並報告V TH和K (W/L)的值。比較NMOS和PMOS的V TH和K (W/L)值，其中，有什麼區別？
您可以在學子專區部落格上找到問題的答案。
