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Mikrocontroller PicoBasic
In der Zeitschrift Funkamateur 2/2025 gab es einen Artikel von Jan
Ückerseifer, DJ1UC: Der Unterschwelleneffekt bei
Feldeffekttransistoren. Es geht darum, dass MOSFETs unterhalb der
Schwellspannung schon einen kleinen Strom zeigen. Der Autor hat
Kennlinien aufgenommen, die zeigen, dass bei kleinen Strömen an zwei
Stellen ein Knick in der Kennlinie ist. Das war mit vollkommen neu, und
deshalb wollte ich es nachmessen. Mit dem PWM-Ausgang und einem
Tiefpassfilter erzeuge ich in PicoBasic eine linear ansteigende
Gate-Spannung und messen die abnehmende Spannung am Drain, also
indirekt den steigenden Drainstrom. Der Autor hatte mit einer
konstanten Drain-Spannung von 5 V gemessen, hier läuft das etwas
ungenauer. Ich habe mehrere Versuche gerbraucht, bis ich mit einem
Lastwiderstand von 300 Ohm in den richtigen Strombereich gerutscht bin.
Erst nachher wurde mir klar, dass 330 Ohm besser gewesen wäre, weil
dann der Messbereich bis 3 mA im TestLab leichter ablesbar ist.
REM Schwelle1
0x0100 A = 0
L1:
0x1A02 Delay s = 2
0x03FF C = 255
L2:
0x4300 PWM1 = A
0x3400 B = A
0x190A Delay ms = 10
0x3D00 A = AD1
0x4200 Print A
0x3500 A = B
0x2800 A = A + 1
0x2503 C*Goto L2:
0x1000 PWM1 = 0
0x1A02 Delay s = 2
0x2001 Goto L1:
Tatsächlich sieht man bei genauem Hinsehen drei Bereiche. Die beiden
Knickpunkte habe ich hier markiert. Dazwischen erkennt man einen
linearen Abschnitt der Kennlinie.
Üblicherweise
werden solche Kennlinien anders herum gezeichnet, weil man dann direkt den
Drain-Strom aufträgt. Das ist mit einer kleinen Änderung des Messprogramms möglich.
Zwischen Messung und Ausgabe steht nun noch A = Not A, was der Subtraktion A =
255 - A entspricht.
REM Schwelle2
0x0100 A = 0
L1:
0x1A02 Delay s = 2
0x03FF C = 255
L2:
0x4300 PWM1 = A
0x3400 B = A
0x190A Delay ms = 10
0x3D00 A = AD1
0x3300 A = NOT A
0x4200 Print A
0x3500 A = B
0x2800 A = A + 1
0x2503 C*Goto L2:
0x1000 PWM1 = 0
0x1A02 Delay s = 2
0x2001 Goto L1:
Hier wurde zusätzlich noch eine Gerade eingezeichnet, damit man den
linearen Bereich besser erkennt. Er liegt bei meinem BS170 ganz grob
zwischen 1,2 mA und 2,5 mA. Ob man damit vielleicht einen besonders
linearen Signalverstärker bauen kann?
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