Medidas a Serem Realizadas nos Chips Didáticos

  1. Resistores
  2. Transistores MOSFET
  3. Diodos
  4. Oscilador em Anel

Chip 1 - Resistores

  1. Meça, com um ohmímetro como indicado na figura abaixo, os resistores R3, R4 e R8 em três temperaturas diferentes: temperatura ambiente, aproximadamente -10 °C (nitrogênio líquido próximo ao chip ou mesmo um cubo de gelo envolvido por um plástico sobre o chip) e a 55 °C (estufa verde localizada no laboratório PEL do CCS). Determine o valor da resistência de folha: RS=resistividade/espessura, de cada um e explique as diferenças de valores obtidos.

  2. Utilizando o resistor R3, meça sua resistência através de: uma curva V x I e por 4 terminais (medida de 4 pontas nos pinos 2, 15, 1 e 16, faça passar uma corrente entre os pinos 2 e 15 e meça a tensão entre os pinos 1 e 16). Verifique se houve diferença e explique os resultados.

  3. Repita o experimento invertendo o sentido do campo magnético. Meça, com um ohmímetro, os valores das resistências de espalhamento do resistor R9 entre os pinos 8 - 13, 9 - 13, 10 - 13 e 8 - 10. Explique as diferenças entre as medidas.
  4. Meça, qualitativamente, o efeito Hall sobre o resistor R9. Aterre o pino 13, coloque uma tensão de 5V nos pinos 9, 10 e 11 e com um imã, faça passar um campo magnético de baixo para cima do chip através de uma bobina próxima ao mesmo. Meça a tensão entre os pinos 8 e 12 explicando esta diferença de tensão.

Chip 2 - Transistores MOSFET

Utilizando os transistores N4 e P4, realize as medições que seguem abaixo:

  1. Obtenha suas curvas características utilizando a HP4145 da sala de medições do CCS. Observe que a mesma possui alguns programas de medições de transistores e diodos prontos.
  2. Trace as curvas ID x VGS ( HP4145 ) para |VDS| = 0,1V e |VBS| = 0V , 1,5V , 3,0V e 4,5V calculando os valores de VT, µ e y (fator de corpo).
  3. Através das curvas de log(ID) x VGS ( HP4145 ) na região sub-limiar com |VBS| = 0V e |VDS| = 0V , 1,5V , 3,0V e 4,5V , calcule o fator de idealidade destes transistores. Obs: pode-se traçar uma reta entre dois pontos da curva na HP, o que facilita a obtenção dos coeficientes angular e linear da reta ou mesmo copiar os dados da HP e colocá-los no software Origin.
  4. Obtenha apenas para o transistor P4 as curvas IR x VG ( HP4145 ) para |VD| = |VS| = 1V e 2V e explique o porquê de seu formato.
  5. Com o traçador de curvas de capacitância da sala de medidas do CCS, obtenha apenas para o transistor P4 as curvas CG x VG para |VD| = |VS| = 0V , 1V e 2V. Explique as curvas e indicando os pontos VT x VD.

Chip 3 - Diodos

  1. Meça, no escuro, D4, D7, e D8 traçando sua curva I x V em escala linear e logarítmica (utilizar a HP 4145B localizada na sala de medidas para traçar estas curvas) e suas capacitâncias a 0V (use o medidor de capacitância para traçar esta curva). Determine os fatores de idealidade e explique os resultados obtidos. Lembre-se que:

    Encontre a tensão de rompimento (BV) dos diodos, utilizando a HP ou, quando esta não suportar, o traçador de curvas ao lado da mesma. Obs: limite sempre a corrente sobre o diodo em 10mA.

  2. a) Trace a curva I x V linear (use a HP) do diodo D1 no escuro e com uma luz muito forte. Explique as diferenças.

    b) Conecte o diodo D1 a um resistor , ilumine com a mesma luz forte o diodo e meça a tensão sobre o resistor calculando a potência gerada pelo fotodiodo e sua potência por m2. Qual área seria necessária para se obter 1W ?

  3. Polarize reversamente (-4V, pode ser utilizada a HP ou mesmo uma fonte de tensão) o diodo D1 e meça IR no escuro e com luz variável.

    Fixando agora a luz, verifique IR para um tensão reversa de -4V e -7V. Explique os resultados.

  4. Polarize reversamente com uma tensão -5V os diodos D1 e D5 e meça IR x lambda. Utilize um monocromador para selecionar o comprimento de onda, tomando o cuidado de não usar comprimentos acima de 700nm.

Chip 4 - Oscilador em Anel

  1. Através da montagem abaixo, meça a freqüência de oscilação nos pinos 6, 7, 10, 12, 14 e 15 para VDD = 5V.

  2. Meça a freqüência de oscilação no pino 14 para VDD variando de 3V a 12V. Calcule o tempo de atraso ( td ) por inversor e monte um gráfico de td x VDD. Comente os resultados obtidos.