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

482. Автоматизированное рабочее место Администратор локальной сети колледжа разработанное в среде Borland Delphi 7 214.5 KB
  Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем. В нашем случае это АРМ Администратор локальной сети колледжа. Структурирование и функциональность автоматизированных информационных систем. Разработка эскизного проекта
483. Исследование статических и динамических характеристик объекта управления 193.5 KB
  Экспериментальное получение естественных и искусственных характеристик ДПТ НВ по его модели. Математическая модель электродвигателя. Электромеханические характеристики.
484. Суть та види міжнародних послугових відносин 146 KB
  Визначення ролі міжнародних послугових відносин у розвитку світової економічної системи. Структура, вплив, а також особливості розвитку міжнародних послугових відносин. Особливості міжнародної торгівлі послугами та способи здійснення міжнародних операцій у сфері послуг.
485. Разработка лесохозяйственных мероприятий на части Альшеевского лесничества 563.5 KB
  Природно-экономические условия района и характеристика лесного фонда. Заготовка древесины и естественное возобновление леса. Выбор насаждений для пчеловодческой деятельности. Расчет медопродуктивности лесопокрытой площади.
486. Охорона праці на виробництві 141 KB
  При виконанні зварювальних робіт на працівників можуть впливати шкідливі і небезпечні виробничі фактори. До шкідливих виробничих факторів належать велика запиленість і загазованість робочої зони, ультрафіолетове, видиме й інфрачервоне випромінювання зварювальної дуги, шум.
487. Особенности национального менеджмента в России 170.5 KB
  Влияние национальных факторов на развитие менеджмента в России. Инфраструктура и характерные черты современного российского менеджмента, сравнительный анализ и сопоставление с Западной моделью. Роль российской культуры в системе современного менеджмента.
488. Организация технологического процесса изготовления детали 159.96 KB
  Расчет размера партии и периодичность запуска-выпуска деталей. Расчет длительности производственного цикла. Планирование участка и построение план-графика работы. Организация технического контроля качества продукции на предприятии.
489. Казарма на 4 подразделения 119.5 KB
  Разработан проект четырех этажной казармы на 4 подразделения в городе Батуми. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Определение глубины заложения фундамента.
490. Cадово-парковое и ландшафтное строительство 250 KB
  Формирование целостного представления о предприятиях зеленого хозяйства. Знакомство с состоянием рынка труда и производства зеленого материала для озеленения. Изучение ассортимента цветочных, древесных и кустарниковых культур.