20928

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для зняття вхідних статичних характеристик транзистора необхідно: а включити тумблери B1 ВЗ В4 В6 В9 B11 вимкнути тумблери В2 В5; тумблер В12 поставити в положення ; б за допомогою ручки РЕГ. Для зняття вихідних статичних характеристик транзистора потрібно: а встановити необхідне значення базового струму регулятором РЕГ.2; б змінюючи напругу Uке через інтервали вказані викладачем вимірювати значення колекторного струму транзистора міліамперметром СТРУМ Iк .

Украинкский

2013-08-01

378 KB

9 чел.

Лабораторна робота  № 3

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Мета роботи - вивчити особливості роботи біполярного транзистора,  виконати дослідження статичних характеристик, експериментально

визначити його основні параметри.

Вказівки до виконання роботи

1. Для зняття вхідних статичних характеристик транзистора необхідно:

а) включити тумблери B1, ВЗ, В4, В6, В9, B11, вимкнути тумблери В2, В5; тумблер В12 поставити в положення    ;

б) за допомогою ручки "РЕГ. НАПРУГИ  Ек " встановити необхідне значення напруги Uкэ, вказане викладачем;

в) змінюючи напругу Uбе за допомогою ручки "РЕГ. НАПРУГИ Uвх," вимірювати значення базового струму мікроамперметром "СТРУМ Iвх".

2. Для зняття вихідних статичних характеристик транзистора потрібно:

а) встановити необхідне значення базового струму регулятором "РЕГ. НАПРУГИ Uвх ", вказане в табл.3.2;

б) змінюючи напругу Uке через інтервали, вказані викладачем, вимірювати значення колекторного струму транзистора міліамперметром "СТРУМ ".

Порядок виконання роботи

     I. Зібрати схему дослідження транзистора (рис.3.1).

     Рис.3.1.

2. . Включити стенд за допомогою тумблера „ МЕРЕЖА „ , при цьому повинна спалахнути лампочка сигналізації.

3. Зняти вхідні статичні характеристики транзистора  при для трьох фіксованих значень Uке за узгодженням з викладачем. Одержані результати занести в табл. 3.I.

          Таблиця 3.1

Uке=0,В

Iб,  мкА

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

 Uбе,  мВ

Uке =

Iб,  мкА

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

 Uбе,  мВ

Uке =

Iб,  мкА

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Uбе,  мВ

4. Зняти вихідні статичні характеристики транзистора  при  для трьох фіксованих значень Iб, вказаних  викладачем. Одержані результати занести в табл. 3.2.

Таблиця 3.2

Iб =

мкА

Iк,  мА

Uке,  В

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Iб =

мкА

Iк,  мА

Uке,  В

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Iб =

мкА

Iк,  мА

Uке,  В

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

5. Після закінчення роботи поставити ручки регуляторів напруги в крайнє ліве положення і вимкнути стенд

6. Побудувати статичні характеристики транзистора.

7. Для вказаних викладачем крапок на статичних характеристиках транзистора визначити коефіцієнт посилення по струму β і вхідний опір Rвх.

8. Зробити висновки за наслідками досліджень.

Короткі теоретичні відомості

Біполярний транзистор - це напівпровідниковий прилад, що складається з трьох областей,  в яких тип провідності чергується, призначений для посилення потужності.

Термін "біполярний" характеризує наявність в транзисторі двох типів носіїв зарядів: дірок і електронів. Транзистор містить три зони. Середню область називають базою, крайні - емітером і колектором. База є електродом, за допомогою якого можна регулювати струм через транзистор і, управляючи потужністю зовнішнього джерела напруги, усилювати електричні сигнали. Існує термінологія, відповідно до якої емітером називають область транзистора, що служить для інжекції носіїв заряду в базу. Колектором називається область, призначена для екстракції носіїв заряду з бази, а базою є область, в яку інжектуются емітером неосновні для цієї області носії заряду. Залежно від чергування провідності в областях ( n і р ) розрізняють транзистори р-п-р і п-р-п типів. Принцип роботи цих двох типів транзисторів аналогічний.

Якщо напругу в ланцюзі емітера змінювати в часі, то по цьому ж закону змінюватимуться всі струми транзистора, а отже, і напруга на опорі в ланцюзі колектора. Потужність вихідного сигналу може у багато разів перевищувати потужність вхідного.

Для величин, що відносяться до бази, емітера і колектора, застосовують як індекси букви «б», «е» і «к». Струми в ланцюгах бази, емітера і колектора  позначають відповідно iб, iе, iк. Напруги між електродами позначають подвійними індексами: uбе, uкб, uке .  

Для оцінки роботи транзистора в тій або іншій схемі використовуються, так звані, характеристичні параметри, що відображають залежність зміни  струмів і напруг на вході і виході схеми. До основних характеристичних параметрів транзистора відносяться:

вхідний опір:

;

вихідний опір:

    коефіцієнт посилення по струму:

 коефіцієнт посилення по напрузі:

 коефіцієнт посилення по потужності:

Значення характеристичних параметрів залежать від схеми включення транзистора. Існує три схеми включення транзисторів: із спільною базою (ОБ), із спільним емітером (ОЕ) і із спільним колектором (ОК).

Для вказаних схем включення транзисторів характеристичні параметри в значній мірі відрізняються.

Схеми „ ОБ” , представлені на рис.3.2. для р-n-p (рис.3.2.,а)  і n-p-n  (рис.3.2,б) забезпечують велике підсилення  напруги і потужності, але мають коефіцієнт підсилення  струму менший за одиниц. Вхідний опір Rвх в таких схемах дуже малий, а вихідний Rвих - великий.

а)           б)

Рис.3.2.

У даних схемах:

,

де  - коефіцієнт передачі струму емітера;

- відповідно струм колектора і струм емітера;         Схеми  ОЕ” (рис.3.3.,а,б) забезпечують велике посилення  струму, напруги і потужності.

    а)          б)

     Рис.3.3.

При цьому Rвх відносно невеликий і залежить від опору навантаження,  а Rвих достатньо великий.

,

де  - динамічний коефіцієнт передачі струму бази.

  

 Схеми „ ОК”  (рис.3.4.,а,б) забезпечують посилення  струму і потужності, але коефіцієнт посилення  напруги  в таких схемах менший за одиницю.

 

а)                  б)

    Рис.3.4.

Вхідний опір в таких схемах дуже великий, а вихідний опір Rвих малий.

.

Для аналізу електричних кіл, які містять транзистори, використовуються різні еквівалентні схеми. Найпоширенішою є еквівалентна схема біполярного транзистора в h – параметрах, яка відображає залежність вихідного струму і вхідної напруги від його вхідного струму і вихідної напруги . Дана залежність визначається системою рівнянь:

Дана система рівнянь може бути конкретизована залежно від схеми включення. Так для n-p-n транзистора, включеного по схемі „ ОЕ”, одержуємо:

Коефіцієнти, представлені в даному рівнянні визначаються експериментально за допомогою дослідів короткого замикання на виході і зворотнього холостого ходу на вході транзистора. При короткому замиканні  одержуємо:

вхідний опір h11 э

,

значення якого знаходиться в межах від сотень Ом до декількох кОм,

і коефіцієнт посилення струму  h21 Е:

,

величина якого знаходиться в межах від декількох десятків  до декількох сотень Ом.

При зворотному холостому ходу  коефіцієнт зворотного зв'язку :

а вихідна провідність h22 Е:

рівна звичайно десятим і навіть сотим часткам мілісименса.

Для кожного транзистора можуть бути одержані сімейства статичних вихідних і вхідних характеристик.

Вихідні характеристики транзистора при  показані на рис.3.5,а.

Вхідні характеристики транзистора, включеного по схемі   „ОЕ” (рис. 3.5,б)  є характеристиками діода в прямому напрямі. При збільшенні Uкэ    ці характеристики зміщуються управо. Для наближеного обчислення коефіцієнта посилення по струму β для  деякої точці М характеристики,  необхідно в околиці цієї точки виділити ще дві точки (наприклад, С і D), для яких відомізначення колекторного і базового струмів. Тоді величина  β визначається як:     

  а)                                             б)

Рис.3.5.

Так само визначається наближене значення вхідного опору транзистора Rвх  по його вхідних характеристиках. Вибравши в околиці точки N, в якій визначається величина Rвх,  деякі крапки (наприклад, А і В), для яких відомі значення напруги Uвх   і струму Iб, одержуємо:

Контрольні питання

1. Поясніть роботу транзистора типу р-n-p і  n-p-n .

2. Назвіть схеми включення транзистора.

3. Особливості схеми із спільним емітером і спільним колектором.

4. Що таке вихідна характеристика транзистора?

5. Що таке вхідна характеристика в схемі із спільним емітером?

6. Поясніть процес посилення по струму в схемі із спільним емітером.

7. Як впливає струм бази на вихідну характеристику?

8. Визначте вхідний опір і коефіцієнт посилення струму по характеристиках транзистора.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22766. Перші зовнішньополітичні акції Наркомату закордонних справ УРСР 55 KB
  Позиція та інтереси України шодо інтеграційних утворень на пострадянському просторі. Участь України в субрегіональних утвореннях в регіоні ЦСЄ Перші зовнішньополітичні акції Наркомату закордонних справ УРСР. Правда дещо несподіваною виявилася кандидатура наркома закордонних справ України. Позиція та інтереси України шодо інтеграційних утворень на пострадянському просторі.
22767. Утворення Наркомату закордонних справ УРСР: структура та напрямки діяльності 46.5 KB
  Співробітництво Україна ОБСЄ: напрямки та форми співпраці. Співробітництво Україна ОБСЄ: напрямки та форми співпраці. Україна є учасницею ОБСЄ з 30 сiчня 1992 року. З цього часу вона бере активну участь у роботi всiх колективних керiвних органiв Органiзацiї самiти державучасниць ОБСЄ засiдання Ради мiнiстрiв та Постiйної ради ОБСЄ виробленнi та прийняттi ними рiшень з рiзних аспектiв її дiяльностi.
22768. Встановлення кордону УРСР з сусідніми державами після II світової війни 38.5 KB
  Ядерне роззброєння України: процес реалізації та наслідки. Україна та конфлікти на Балканах. з'їзд народних комітетів у Мукачеві схвалив Маніфест про возз'єднання Закарпатської України з УРСР і вихід зі складу Чехословаччини обрав Народну Раду з 17 осіб. Вже 5 грудня Народна Рада схвалила декрет про припинення зв'язків народних комітетів Закарпатської України з уповноваженим уряду Чехословаччини й висунула вимогу щоб він залишив межі краю.
22769. Участь УРСР в розвязанні німецького питання 49.5 KB
  Політика України шодо держав Азії. Приєднання України до Євросоюзу посилює потенціал впливу Союзу на процеси в пострадянському просторі що суперечить інтересам Росії. Важливо що вже є усталеною тенденцією зближення інтересів Росії з ЄС або з США призводить до активізації механізмів м'якої ізоляції України що є наслідком різких коливань в зовнішньополітичній стратегії останньої від одного пріоритетного напрямку до іншого. вже озвучувалася ідея відносин України з ЄС у вигляді Спільного політичного й економічного європейського простору але...
22770. Участь УРСР у розв’язанні повоєнних проблем в Європі 62 KB
  Значне місце на початковому етапі роботи конференції посіло обговорення процедурних питань. Створена конференцією комісія з політичних і територіальних питань мирної угоди з Болгарією ухвалила постанову РМЗС про збереження існуючого болгарогрецького кордону. Україна активно включилась у процес прийняття найважливіших рішень із найскладніших питань сучасних міжнародних відносин. Наша держава створивши світовий прецедент відмови від ядерної зброї виступила за зміцнення Глобальної безпеки не за рахунок поступового розповсюдження ядерної...
22771. Діяльність ЮНРРА в УРСР 52 KB
  Позиція України щодо конфліктів на пострадянському просторі. Миротворча діяльність України. Миротворча діяльність України. представникiв України взяли участь в 20 минулих та триваючих миротворчих операцiях та мiсiях ООН.
22772. Проблема множинного представництва й міжнародних відносинах завершального етапу II світової війни 55.5 KB
  Ключові інтереси України щодо країн Західної Європи. Відносини України з державами Латинської Америки. Передбачалося що на початку роботи конференції делегати Великобританії й США підтримають пропозицію про допуск до первісного членства двох радянських республік України та Білорусії.Ключові інтереси України щодо країн Західної Європи Об`єктивна необхідність вимагає поступового але неухильного включення економіки України до системи міжнародного поділу праці МПП світових інтеграційних процесів.
22773. Реакція міжнародної спільноти на визнання УРСР членом-фундатором ООН 62.5 KB
  Відносини ЄССШАУкраїна. В СанФранціско в США 25 квітня 1945 р. У зв'язку з появою УРСР на високому міжнародному форумі на її адресу посипалося чимало гострих критичних зауважень переважно з кіл української діаспори в США та Канаді. Відносини ЄС – Україна – США.
22774. Українське питання на Ялтинський конференції (1945р.) 46 KB
  Національні інтереси України та механізми їх забезпечення. Позиція України щодо ЄЕП в контексті інтеграційних процесів на пострадянському просторі. Зрештою глави урядів трьох держав СРСР США й Великої Британії схвалили рішення що східний кордон Польщі проходитиме вздовж лінії Керзона з відхиленням від неї в деяких районах від п'яти до восьми кілометрів на користь Польщі Це було досягнення й України попри те що частина земель населених українцями залишалася під польською владою.Стеттініус який зазначив що радянський приклад можуть...