Распределение тока в транзисторе и управляющий эффект тока базы.

В транзисторе p-n-p типа (рис. 3.1.2.а) ток эмиттера к коллектору через базу обусловлен не основными для базы носителями заряда – дырками. При положительном направлении напряжения U_ЭБ эмиттерный p-n переход открывается, и дырки из эмиттера проникают в область базы. Часть из них уходит к источнику напряжения U_ЭБ, а другая часть достигает коллектора. Возникает так называемый транзитный тока от эмиттера к коллектору. Он резко возрастает с увеличением U_ЭБ и тока базы.

В транзисторе n-p-n типа (рис. 3.1.2.б) транзитный ток через базу обусловлен также не основными для нее носителями заряда – электронами. Там они появляются из эмиттера, если к эмиттерному p-n переходу прикладывается напряжение U_БЭ, полярность которого показана на рис. 3.1.2.б.

 

Рис. 3.1.2. Распределение тока в транзисторе.

 

Токи эмиттера, коллектора и базы связаны между собой уравнением первого закона Кирхгофа:

I_К = I_Э – I_Б.

 

Обычно ток базы существенно меньше I_К и I_Э, но от него сильно зависит как I_К, так и I_Э. Отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы называется коэффициентом усиления по току:

 

b = DI_К ¤ DI_Б.

 

Он может иметь значения от нескольких десятков до нескольких сотен. Поэтому с помощью сравнительно малого тока базы можно регулировать относительно большие токи коллектора (и эмиттера).

Характеристики транзистора

Свойства транзисторов описываются следующими четырьмя семействами характеристик.

Входная характеристика показывает зависимость тока базы I_Б от напряжения в цепи база-эмиттер U_БЭ (при U_КЭ = const).

Выходная характеристика показывает зависимость тока коллектора I_К от напряжения цепи коллектор - эмиттер U_КЭ при различных фиксированных значениях тока базы.

Характеристика управления представляет собой зависимость тока коллектора I_К от тока базы I_Б (при U_КЭ = const).

Характеристика обратной связи есть зависимость напряжения цепи база - эмиттер U_БЭ, соответствующего различным неизменным значениям тока базы, от напряжения цепи коллектор - эмиттер U_КЭ при различных фиксированных значениях тока базы.

 

ПОРЯДОК И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

3.1.2.1. Собрать схему (рис. 3.1.3.) и снять характеристики транзистора, устанавливая I_Б и U_КЭ в соответствии со значениями указанными в таблицах 3.1.1 и 3.1.2.

 

Рис. 3.1.3. Схема исследований характеристик транзистора.

 

Указания

Установка напряжений питания входной (U_ВХ) и выходной цепей (U_КЭ) транзистора осуществляется с помощью встроенных в стенд регулируемых источников постоянного напряжения «0 – 30В», а измерение этих напряжений осуществляется с помощью цифрового вольтметра В7-22а. Измерение тока базы I_Б и I_К производятся приборами Ц4311 и В7-22а. Допускается измерение тока с помощью одного прибора Ц4311, но при этом сначала устанавливается ток базы транзистора I_Б, при заданном напряжении U_КЭ, и фиксируется входное напряжение U_ВХ, а затем этим же прибором измеряется ток коллектора I_К при фиксированных значениях входного напряжения, соответствующих заданному току базы. Напряжение U_БЭ определяется расчетным путем по известным току I_Б, величине резистора R_Б(R₆) и напряжению U_ВХ.

Устанавливая ток базы и изменяя напряжение U_КЭ согласно значениям, указанным в табл.3.1.1, снимите зависимость I_К ( U_КЭ ). Повторите эти измерения при каждом значении I_Б, указанном в таблице.

Таблица 3.1.1.

UКЭ, В

IБ = 20

IБ = 40

IБ = 60

IБ = 80

UВХ, В

UБЭ, В

IК, мА

UВХ, В

UБЭ, В

IК, мА

UВХ, В

UБЭ, В

IК, мА

UВХ, В

UБЭ, В

IК, мА

 

На рис. 3.1.4. постройте графики семейства выходных характеристик I_К ( U_КЭ ) и семейство характеристик обратной связи U_БЭ ( U_КЭ ), не забыв указать какому току базы соответствует каждая кривая.

Установите U_КЭ = 0. Изменяя ток базы в соответствии со значениями, указанными в табл. 3.1.2, снимите зависимость U_ВХ ( I_Б ). Расчетным путем определите U_БЭ и занесите значение в таблицу. Увеличьте напряжение U_КЭ до 5 В и снова снимите зависимость U_ВХ ( I_Б ), а также и I_К ( I_Б ). Повторите этот опыт также при U_КЭ = 15 В.

Таблица 3.1.2

IБ, μ А	UКЭ = 0 В	UКЭ = 5 В	UКЭ = 15 В
UВХ, В	UБЭ, В	IК, мА	UВХ, В	UБЭ, В	IК, мА	UВХ, В	UБЭ, В	IК, мА

На рис. 3.1.4. постройте графики входных I_Б ( U_БЭ ) и характеристик управления I_К ( I_Б ), указав для каждой кривой соответствующие значения U_КЭ.

 

 

 

Рис.3.1.4. Графики входных, выходных, характеристик управления и обратной связи транзистора.

 

3.1.2.2. Для схемы с общим эмиттером (ОЭ) рассчитать h – параметры: h_12Э , h_21Э, h_22Э.

По входной характеристике рассчитывается входное сопротивление

h_12Э = ,

по характеристикам управления – коэффициент усиления по току

h_21Э = ,

а по выходным характеристикам – выходное сопротивление

= .

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

3.1.3.1. Тема и цель работы.

3.1.3.2. Схема исследований с кратким её описанием.

3.1.3.3. Таблицы с результатами измерений.

3.1.3.4. Графики четырех семейств характеристик транзистора.

3.1.3.5. Расчет h параметров транзистора.

3.1.3.6. Выводы по работе.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

3.1.4.1. Приведите условное графическое обозначение (УГО) биполярных транзисторов различной полупроводниковой структуры. Укажите полярность, приложенных к выводам транзисторов напряжений при их работе в режиме усиления сигнала.

3.1.4.2. Изобразите структуру биполярного транзистора. Объясните принцип управления током транзистора.

3.1.4.3. Из каких составляющих состоят ток базы и токи через эмиттерный и коллекторный переходы?

3.1.4.4. Приведите три основные схемы включения транзисторов. Объясните различие между ними. Объясните принцип усиления электрического сигнала в каскадах на биполярных транзисторах. Какие особенности характеристик усилительных каскадов (входное и выходное сопротивление, коэффициент усиления по току и напряжению) на транзисторах включенных по схеме с ОЭ, ОБ и ОК?

3.1.4.5. Что такое h параметры? Изложите процедуру расчета h параметров по характеристикам транзистора.

3.1.4.6. Изобразите семейство входных и выходных ВАХ биполярного транзистора для схемы с ОЭ.

3.1.4.7. Что такое режим насыщения и режим отсечки транзистора? Покажите участки ВАХ соответствующие этим режимам работы.

3.1.4.8. Перечислите основные электрические параметры биполярных транзисторов. Укажите параметры, определяющие предельно допустимые

режимы работы.

 

ЛИТЕРАТУРА. [1] – с. 43…55, [2] – c. 53…68, [3] – c. 42…64, [4] – c. 53…86, [5] – с. 22…32, [6] – c. 42…52.

 

 

 

 

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Ранняя философия древнегреческого Востока и Запада
2. V. При переводе главной ручки КВ в ,, Тормоз-2 ’’ нет эффекта реостатного тормоза.
3. V. Себестоимость продукции судостроения и судоремонта и оценка эффективности производства
4. VI. Педагогические технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса
5. Адамс Б. Эффективное управление персоналом: Сделайте так, чтобы ваши служащие работали с максимальной отдачей, - М: АСТ Астрель, 2008. – 367 с.
6. Анализ интенсивности и эффективности использования ОПФ
7. Анализ интенсивности и эффективности использования ОПФ
8. Анализ интенсивности и эффективности использования основных фондов
9. Анализ отчёта о прибылях и убытках. Коммерческая эффективность деятельности банка
10. Анализ проектов с различающимися по величине денежными потоками
11. Анализ производительности и эффективности труда
12. Анализ эффективности использования