13242

Дослідження біполярного транзистора

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторна робота № 4 Тема: Дослідження біполярного транзистора Мета: 1. Дослідження залежності струму колектора від струму бази і напруги базаемітер. Аналіз залежності коефіцієнта підсилення по постійному струмі від струму колектора. 3. Дослідження р...

Украинкский

2013-05-11

358.5 KB

16 чел.

Лабораторна робота № 4

Тема: Дослідження біполярного транзистора

Мета: 1.  Дослідження залежності струму колектора від струму бази і напруги база-емітер.

  1.  Аналіз залежності коефіцієнта підсилення по постійному струмі від струму колектора.

3.  Дослідження роботи біполярного транзистора в режимі відсічки.

  1.  Одержання вхідних і вихідних характеристик транзистора.
  2.  Визначення коефіцієнта передачі за змінним струмом.
  3.  Дослідження динамічного вхідного опору транзистора.

Прилади й елементи

Біполярний транзистор 2N3904

Джерела постійної ЕРС

Джерела змінної ЕРС

Амперметри

Вольтметри

Осцилограф

Діод

Резистори

Теоретичні відомості

Досліджувана схема показана на рис. 4.1. Статичний коефіцієнт передачі струму визначається як відношення струму колектора ІК до струму бази ІБ:

DC = ІК / ІБ

Коефіцієнт передачі струму АС визначається відношенням приросту ІК колекторного струму до викликаючого його приросту ІБ базового струму:

АС = ІК / ІБ

Диференціальний вхідний опір rвх транзистора в схемі з загальним емітером (ЗЕ) визначається при фіксованому значенні напруги колектор-емітер. Він може бути знайдений як відношення приросту напруги база-емітер до викликаного ним приросту Іб струму бази:

rвх = UБЕ / Іб = (UБЕ2 - UБЕ1) / (Іб 2 - Іб1) 

Диференціальний вхідний опір гвх транзистора в схемі з ЗЕ через параметри транзистора визначається наступним виразом:                          

rвх = rБ + ас  rе,

де rБ - розподілений опір базової області напівпровідника,

rЕ - диференціальний опір переходу база-емітер, що визначається з виразу:

rЕ = 25/IЕ, де IЕ - постійний струм емітера в міліамперах.

Перший доданок rБ у виразі набагато менший ніж другий, тому ним можна знехтувати:

rвх = ас  rе

Диференціальний опір rЕ переходу база-емітер для біполярного транзистора можна порівняти з диференціальним вхідним опором гВхЕБ транзистора в схемі з загальною базою, що визначається при фіксованому значенні напруги база-колектор. Він може бути обчислений як відношення приросту UБЕ до викликаного ним приросту ІЕ струму емітера:

rВхЕБ = UБЕ / ІЕ = (UБЕ2 - UБЕ1) / (ІЕ 2 ІЕ1) 

Через параметри транзистора цей опір визначається виразом:

rВхЕБ = rБ / АС + rЕ

Першим доданком у виразі можна знехтувати, тому можна вважати, що диференціальний опір переходу база-емітер приблизно дорівнює:         

  rВхЕБ = rЕ

Рис 4.1 (файл c10_001)

Хід роботи

1. Визначення статичного коефіцієнта передачі струму транзистора.

   а) Зберіть та ввімкніть схему, зображену на рис.4.1. Запишіть результати виміру струму колектора, струму бази та напруги колектор-емітер у розділ "Результати експериментів". За отриманими результатами підрахуйте статичний коефіцієнт передачі транзистора DC. Результат запишіть в розділ "Результати експериментів".

   б) Змініть номінал джерела ЭРС ЕБ до 2.68 В. Ввімкніть схему. Запишіть результати виміру струму колектора, струму бази і напруги колектор-емітер у розділ "Результати експериментів". За отриманими результатами підрахуйте коефіцієнт DC.

   в) Змініть номінал джерела ЭРС ЕБ до 5 В. Ввімкніть схему. Запишіть результати виміру струму колектора, струму бази і напруги колектор-емітер у розділ "Результати експериментів".  За отриманими результатами підрахуйте статичний коефіцієнт передачі транзистора DC. Результат запишіть в розділ "Результати експериментів". Потім встановіть номінал Ек рівним 10 В.

2. Вимірювання зворотного струму колектора.

У схемі рис. 4.1 змініть номінал джерела ЭРС ЕБ до 0 В. Ввімкніть схему. Запишіть результати вимірювання струму колектора для даних значень струму бази і напруги колектор-емітер у розділ "Результати експериментів".

Рис.4.2 (файл с10_002)

3. Одержання вихідної характеристики транзистора в схемі з ЗЕ.

 а) У схемі рис. 4.1 проведіть вимірювання струму колектора Ік для кожного значення ЕК і ЕБ та        заповніть таблицю 4.1 у розділі "Результати експериментів". За даними таблиці побудуйте графік залежності ІК від Ек.

 6) Зберіть та ввімкніть схему, зображену на рис. 4.2. Замалюйте осцилограму вихідної характеристики, дотримуючись масштабу. Повторіть виміри для кожного значення ЕБ з таблиці 4.1. Осцилограми вихідних характеристик для різних струмів бази замалюйте на одному графіку.

   в)  За вихідною характеристикою знайдіть коефіцієнт передачі струму АС при зміні базового струму з 10 μА до 30 μА, Ек = 10 В. Результат запишіть в розділ "Результати експериментів".

4. Одержання вхідної характеристики транзистора в схемі з ЗЕ.

Рис.4.3 (файл с10_003)

   а)   У схемі рис. 4.1 встановіть значення напруги джерела ЕК рівним 10 В та проведіть виміри струму бази ІБ, напруги база-емітер UБЕ, струму емітера IЕ для різних значень напруги джерела ЕБ відповідно до таблиці 4.2 у розділі "Результати експериментів". Зверніть увагу, що колекторний струм приблизно дорівнює струмові в ланцюзі емітера.

   б)   За даними таблиці 4.2 побудуйте графік залежності струму бази від напруги база-емітер.

   в) Зберіть схему, зображену на рис.4.3. Ввімкніть схему. Замалюйте вхідну характеристику транзистора, дотримуючись масштабу.

   г)  За вхідною характеристикою знайдіть опір rВХ при зміні базового струму з 10 μА до 30 μА.  Результат запишіть в розділ "Результати експериментів".

5. Одержання вхідної характеристики транзистора в схемі з загальною базою.

   а)   За даними таблиці 4.2, отриманими в п.4, побудуйте графік залежності струму емітера від напруги база-емітер.

   б) Зберіть та ввімкніть схему, зображену на рис.4.4. Замалюйте осцилограму отриманої характеристики.

Рис.4.4 (файл с10_004)

   в) За отриманою характеристикою знайдіть опір rЕ при зміні базового струму з 10 μА до 30 μА.                Результат запишіть в розділ "Результати експериментів".

   г) Знайдіть опір rЕ за формулою rЕ = 25 мв / IЕ, використовуючи значення IЕ з таблиці 4.2 при  

IБ = 20 μА. Результат запишіть в розділ "Результати експериментів".

Результати експериментів

  1.  Визначення коефіцієнтів передачі транзистора по постійному струму

   а) Встановіть: напругу джерела ЕРС ЕБ=5,7 В.

        Виміряйте: струм бази транзистора IБ,  струм колектора транзистора IК, напругу колектор емітер UКЕ. Обчисліть: статичний коефіцієнт передачі βDC.

   б) Встановіть: напругу джерела ЕРС ЕБ=2,68 В.

        Виміряйте: струм бази транзистора IБ,  струм колектора транзистора IК, напругу колектор-емітер UКЕ. Обчисліть: статичний коефіцієнт передачі βDC.

   в)  Встановіть: напругу джерела ЕРС ЕБ=5 В.

        Виміряйте: струм бази транзистора IБ,  струм колектора транзистора IК, напругу колектор-емітер UКЕ. Обчисліть: статичний коефіцієнт передачі βDC.

             

  1.  Вимірювання зворотного струму колектора

        Зворотний струм колектора IКЗ :

             Струм бази транзистора IБ :

             Напруга колектор-емітер U:

3. Одержання вихідної характеристики транзистора в схемі з ЗЕ

   Графік вихідної характеристики транзистора

                        . . .

Таблиця 4.1

Ек (В)

ЕБ(В)

ІБ(мкА)

0,1

0,5

1

5

10

20

1,66

2,68

3,68

4,68

5,7

   Осцилограми вхідних характеристик транзистора для різних струмів бази:

    Розрахунок за результатами вимірів коефіцієнта передачі струму βАС :               

 

4. Одержання вхідної характеристики транзистора в схемі з ЗЕ

   Графік залежності струму бази від напруги база-емітер

       . . .

Таблиця 4.2

ЕБ(В)

ІБ(мкА)

UБЕ(мВ)

ІК(мА)

1,66

2,68

3,68

4,68

5,7

  

Осцилограма вхідної характеристики транзистора:

Опір rВХ      (розрахунок за результатами вимірів):              (розрахунок)

5. Одержання вхідної характеристики транзистора в схемі з ЗБ

   Графік залежності струму емітера від напруги база-емітер

                                               . . .

   Осцилограма вхідної характеристики транзистора в схемі з ЗБ:

Опір rЕ                   (розрахунок за результатами вимірів):          (розрахунок)

Контрольні запитання

  1.  Від чого залежить струм колектора транзистора?
  2.  Чи залежить коефіцієнт βDC від струму колектора? Якщо так, то в якій мірі? Обґрунтуйте відповідь.
  3.  Що таке струми „утечки”(рос.) транзистора в режимі відсічки?

Що можна сказати по вихідних характеристиках про залежність струму колектора від
струму бази і напруги колектор-емітер?

Що можна сказати по вхідній характеристиці про відмінність між базо-емітерним
переходом і діодом, зміщеним в прямому напрямку?

  1.   Чи однакові значення rВХ в будь-якій точці вхідної характеристики?
  2.   Чи однакові значення rЕ при будь-якому значенні струму емітера?
  3.  Як відрізняється практичне значення опору rЕ від обчисленого за формулою?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9004. Философия Древнего Востока. Проблема совершенного человека 38.5 KB
  Философия Древнего Востока. Проблема совершенного человека Буддизм - религиозно-философское учение, возникшее в древней Индии в VI – V вв. до н. э. и превратившееся в ходе его развития в одну из трех - наряду с христианством и исламом...
9005. Ранняя греческая философия. Древнегреческая философия 40.5 KB
  Ранняя греческая философия Древнегреческая философия представляет собой совокупность учений, развившихся с VI в. до н.э. по VI в. н.э. (от формирования архаических полисов на ионийском и италийском побережьях до расцвета демократических Афин и после...
9006. Философия Платона. Теория идей, познание, человек и государство у Платона 42.5 KB
  Философия Платона. Теория идей, познание, человек и государство у Платона После казни Сократа один из его лучших учеников Аристокл, получивший за свои широкие плечи прозвище Платон («широкоплечий»), надолго покинул Афины. Тяжело переживая смерть учи...
9007. Философия Аристотеля. Бытие, сущность, причинность, душа, материя и форма 44 KB
  Философия Аристотеля. Бытие, сущность, причинность, душа, материя и форма Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.) - древнегреческий философ, энциклопедист, основоположник науки логики и ряда отраслей специального знания. Образование Аристотель...
9008. Античные школы стоиков, скептиков и эпикурейцев 28.5 KB
  Античные школы стоиков, скептиков и эпикурейцев Философия в период эллинизма частично изменила содержание и свои основные цели. Эти изменения были обусловлены социально-экономическими и политическими процессами в развивавшемся эллинистическом общест...
9009. Идеи рационализма в учениях Р. Декарта, Б. Спинозы и Г. В. Лейбница 50 KB
  Идеи рационализма в учениях Р. Декарта, Б. Спинозы и Г. В. Лейбница Идеи мыслителей эпохи Возрождения были развиты философией Нового времени. Прогресс опытного знания, науки требовал замены схоластического метода мышления новым методом познания, обр...
9010. Периоды, представители и проблемы философии Средневековья и Возрождения 44 KB
  Периоды, представители и проблемы философии Средневековья и Возрождения Средневековая европейская философия - важный этап в истории философии, связанный прежде всего с христианством. Хронологически этот период охватывает V –XV вв. Специфик...
9011. Британская философия XVII – XVIII вв. (Ф. Бэкон, Т. Гоббс, Дж. Локк, Дж. Беркли, Д. Юм) 53 KB
  Британская философия XVII – XVIII вв. (Ф. Бэкон, Т. Гоббс, Дж. Локк, Дж. Беркли, Д. Юм) Эмпиризм - учение в теории познания, считающее чувственный опыт единственным источником знаний, утверждающее, будто все знание обосновывается в опыте и...
9012. Французский материализм XVIII в 42.5 KB
  Французский материализм XVIII в. Вторая половина XVIII в. явилась эпохой резкого обострения кризиса феодализма во Франции, вылившегося в буржуазную революцию важнейшую роль в ее идеологической подготовке сыграли философы-материалисты Ламетри, Гольб...