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

83539. Кодифікація міжнародного морського права. Види морських просторів 36.24 KB
  Міжнародне морське право являє собою систему міжнародноправових принципів і норм що визначають правовий режим морських просторів і регулюють відносини між державами та іншими суб\'єктами міжнародного права з приводу їх діяльності з дослідження та використання просторів Світового океану та його ресурсів. Міжнародне морське право відноситься до однієї з найбільш старих галузей міжнародного права і спочатку склалося у формі звичаєвих норм. Кодифікація морського права була проведена в XX ст.
83540. Внутрішні морські води та їх правовий режим 36.63 KB
  Внутрішні морські води це води розташовані в сторону берега від вихідної базисної лінії територіального моря. До складу внутрішніх морських вод входять: води заток бухт лиманів історичні затоки води морських портів а також води розташовані в сторону берега від вихідних ліній прийнятих для обчисленні ширини територіального моря. Води затоки відносяться до внутрішніх морських вод якщо її берега належать одній державі ширина природного входу до затоки не перевищує 24 морських миль Якщо відстань між пунктами природного входу до...
83541. Режим морських портів 36.21 KB
  Прибережна держава самостійно вирішує питання про характер порту зокрема його закритість або відкритість для міжнародного судноплавства. Прибережна держава не повинна проте відмовляти у дозволі на вхід до закритого порту судну яке знаходиться в небезпеці у випадку аварії або штормової погоди судну що зазнає лихо. З метою забезпечення власної безпеки прибережна держава може. Прибережна держава зазвичай не втручається у відносини між капітаном екіпажем та пасажирами.
83542. Правовий режим архіпелажних вод 38.18 KB
  Суверенна влада прибережної держави обмежена правом безперешкодного проходу та правом архіпелажного проходу морськими коридорами що надається іноземним морським та повітряним суднам в архіпелажних водах ст. Архіпелажний прохід морськими коридорами означає що усі судна і літальні апарати користуються правом архіпелажного проходу такими морськими коридорами і прольоту по таким повітряним коридорам з ціллю безперервного і швидкого транзиту через архіпелажні води з однієї частини відкритого моря або виключної економічної зони до іншої частини...
83543. Поняття і межі територіального моря. Право мирного проходу. Правовий режим територіальних вод 37.22 KB
  Правовий режим територіальних вод Територіальне море це пояс морських вод шириною до 12 морських миль що розташований між берегом чи безпосередньо за внутрішніми морськими водами або архіпелажними водами держави та відкритим морем або водами спеціальних зон. Територіальне море як й внутрішні морські води є частиною території прибережної держави. На підставі цього права торгівельні судна можуть проходити через територіальне море іноземної держави без спеціального дозволу лише за умови дотримання права прибережної держави. Прохід...
83544. Поняття та правовий режим прилеглої зони 36.05 KB
  Сстановлює що прилегла зона не може пролягати далі ніж на 12 морських миль від вихідної лінії від якої відміряється ширина територіального моря проте Конвенція з морського права 1982 р. містить положення що прилегла зона не може пролягати за межі 24 морських миль від цієї лінії Розвитком інституту прилеглої зони стала практика встановлення прибережними державами за межами свого територіального морязон виключного рибальства. Ширина морських зон виключного рибальства в практиці держав різниться.
83545. Виключна економічна зона та її правовий режим 33.18 KB
  Ширина виключної економічної зони не повинна перевищувати 200 морських миль що відраховуються від вихідних ліній від яких відмірюється ширина територіального моря. Прибережна держава в межах виключної економічної зони має суверенні права на розвідку розробку і збереження природних ресурсів як живих так і неживих що знаходяться у її водах на морському дні або його надрах. Прибережна держава в межах своєї виключної економічної зони користується не тільки економічними повноваженнями але й юрисдикцією щодо створення і використання штучних...
83546. Континентальний шельф і його правовий режим. Межі континентального шельфу. Делімітація континентального шельфу 36.65 KB
  Межі континентального шельфу. Делімітація континентального шельфу Відповідно до Конвенції ООН з морського права 1982 р. Підводна околиця материка включає продовження континентального масиву прибережної держави що знаходиться під водоюі складається з поверхні і надр шельфу схилу і підйому. внутрішнім кордоном континентального шельфу є зовнішня межа територіального моря лінії на відстані 12 морських миль від вихідної лінії.
83547. Відкрите море І його правовий режим. Свободи відкритого моря 37.48 KB
  Свободи відкритого моря За зовнішньою межею територіального моря знаходяться простори морів і океанів які не входять до складу територіальних вод будьякої держави і утворюють відкрите море. відкрите море визначено як усі частини моря які не входять ані до територіального моря ані до внутрішніх вод будьякої держави. встановила що положення Частини VII Відкрите море застосовуються до всіх частин моряякі не входять ані до виключної економічної зони ані до територіальною моря або внутрішніх вод будьякої держави ані до архіпелажних...