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

81038. Азиатско-Тихоокеанское экономическое сотрудничество (АТЭС). Евразийское экономическое сообщество (ЕврАзЭс). Ассоциация государств Юго-Восточной Азии. (АСЕАН) 39.91 KB
  АСЕАН. Задачи Завершение оформления в полном объёме режима свободной торговли формирование общего таможенного тарифа и единой системы мер нетарифного регулирования Обеспечение свободы движения капитала Формирование общего финансового рынка Согласование принципов и условий перехода на единую валюту в рамках ЕврАзЭС Установление общих правил торговли товарами и услугами и их доступа на внутренние рынки Создание общей унифицированной системы таможенного регулирования Разработка и реализация межгосударственных целевых программ Создание...
81039. Внешняя политика США 1991-2000 годах 39.62 KB
  На фоне разнообразных и зачастую противоречивых тенденций в американской политической и научной элите в 1990-е гг. формировалась внешняя политика. Ее целью, как и целью внешней политики любой страны, являлось формирование оптимального внешнеполитического курса
81040. Внешняя политика США 2000-2011 годах 41.12 KB
  Власть Буша пришла к власти в тот период когда в американском истэблишменте и обществе утвердилось мнение о мировом лидерстве США. Основным внешнеполитическим тезисом американских политиков стало утверждение о том что беспрецедентная мощь Соединенных Штатов...
81041. Проблема мировой политики (Международная безопасность и ее военные аспекты, Проблемы конфликтов, Проблема права в МО) 44.98 KB
  Проблема мирового права. Наличие международного права позволяет уменьшить неопределенность в межгосударственных отношениях стабилизирует их. Источниками международного права стали следующие: Международный обычай признанный как норма цивилизационных отношений.
81042. Внешняя политика РФ в 1990-е годы 39.71 KB
  Предстояло добиться признания России в качестве правопреемницы бывшего Советского Союза в ООН а также помощи западных стран в проведении курса реформ. Важная роль отводилась внешней торговле России с зарубежными странами. началось дипломатическое признание России.
81043. Внешняя политика РФ в начале 21-го века 39.4 KB
  Изменение ситуации в мире приводит к возникновению нескольких исторических вызовов России что диктует необходимость скорректировать ее политику. Там где позволяют условия в Белоруссии и возможно в Армении России следует содействовать относительно безболезненной смене правящих режимов предоставляя при этом соответствующие гарантии. Что делать Требовать включения в НАТО самой России Это наверное малореалистично к тому же может препятствовать необходимому усилению азиатского вектора отечественной политики. Несмотря на все имеющиеся...
81044. Образование СНГ. Становление отношений РФ со странами СНГ 43.13 KB
  Становление отношений РФ со странами СНГ Содру́жество Незави́симых Госуда́рств СНГ региональная международная организация международный договор призванная регулировать отношения сотрудничества между странами ранее входившими в состав СССР. СНГ не является надгосударственным образованием и функционирует на добровольной основе. СНГ было основано главами БССР РСФСР и Украины путём подписания 8 декабря 1991 года в Вискулях Беловежская пуща под Брестом Беларусь Соглашения о создании Содружества Независимых Государств известно в СМИ...
81045. Интеграционные процессы в странах СНГ 44.53 KB
  После получения независимости страны СНГ при наличии разности видения перспектив и возможностей строят рыночную экономику и демократические государства. Национальная идея как основа государственности получила закрепление в преамбуле многих конституций стран СНГ. В процессе жизнедеятельности страны СНГ прошли сложный путь само индетификации определения целей прерогатив развития.
81046. Этапы эволюции ЕС. Правовая основа ЕС 48.21 KB
  Хартию основных социальных прав трудящихся призванную сделать более гармоничными индивидуальные и коллективные права трудящихся и закрепить уже завоеванные права. Европейское право является самостоятельной правовой системой находящейся на стыке национального права государств-членов ЕС и права международного. К функциональным принципам относятся принцип верховенства права и принцип прямого действия. Принцип верховенства права ЕС означает приоритет норм права ЕС над нормами национального...