М Э И (ТУ)

Кафедра: Электронные приборы

Лабораторная работа №2

Исследование cтатических характеристик

биполярного транзистора

Студент: Егоров А. С.

Группа: ЭР-13-07

Преподаватель: Бондаренко С.М.

Москва

2009

Цель работы:

Исследование статических характеристик транзистора при включении с общим эмиттером при различных температурах окружающей среды; ознакомление с методами определения параметров.

Объект исследования:

Объектом исследования является один из следующих типов германиевых транзисторов со структурой n-p-n: МП25, МП36А, МП37, МП37А, МП37Б, МП38. Значения коэффициента  приведены в табл. 2.

Таблица 2

Тип транзистора	МП35	МП36А	МП37	МП37А	МП37Б	МП38
	13-125	15-45	15-30	15-30	25-50	25-55

Схема установки:

Исследуемый транзистор подключается к измерительной схеме, показанной на рис. 6.

Для включения исследуемого транзистора в схему необходимо держатель с транзистором подсоединить к колодке со шлангом, а тумблеры на съемной панели приборного блока установить в положения согласно табл. 3. Здесь же указаны значения токов и напряжений для полной шкалы измерительных приборов. Напряжения в цепи базы и коллектора регулируются соответственно потенциометрами П₁ и П₂.

Таблица 3

Схема	Т1	Т2	Т3	В1	В3	А1	А3
№4 (рис.6)	Выкл.	Выкл.	Выкл.	1 В	20 В	1 мА	20 мА

Предварительно задание:

• Т ранзистор представляет собой полупроводниковую структуру, содержащую два p-n-перехода, образованных тремя слоями полупроводника с чередующимся типом проводимости. Для того, чтобы транзистор мог выполнять полезные функции (усиливать или преобразовывать электрические сигналы), на его электроды подают постоянные напряжения.

• В зависимости от того, какой из электродов принимается за общий при включении транзистора в электрическую цепь, различают схемы включения с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором.

Работа транзистора n-p-n в активном режиме при вкл. ОБ:

Прямое напряжение, приложенное к несимметричному эмиттерному переходу (Nэ>>Nб), приводит к тому, что ток через переход Iэ переносится в основном электронами, инжектируемыми в область базы. Поступающие в базу электроны перемещаются от эмиттерного перехода за счет диффузии; α≈Iк/Iэ; Iэ=Iк+Iб; Iб=(1- α)Iэ.

При таком подключении, достигается усиление по напряжению, по мощности, и усиление по току близко к единице.

Работа транзистора n-p-n в активном режиме при вкл. ОЭ:

∆Iк/∆Iб= α/(1- α); откуда с учетом α→1 следует, что ∆Iк/∆Iб>>1, т.е. существует усиление по току, а так же существует усиление по напряжению и мощности.

• Статистическими характеристиками называют зависимости между постоянными токами и напряжениями в цепях транзистора. При включении ОЭ характеристики транзистора описываются уравнениями:

Uкб=Uкэ-Uбэ ; Iб=(1- α)Iэо(exp(e(Uбэ/kT)-1);

Iк= αIб/(1- α)-(Iко/1- α)(exp((e(Uкэ-Uбэ))/kT)-1);

β= α/(1- α) – коэффициент передачи тока базы. (β>>1)

• Мощность, рассеиваемая коллектором Pк, определяется как произведение постоянных значений тока и напряжения коллектора. Исходя из неравенства Uк ≤ Pк max видно, что превышение Pк max приведет к нагреванию транзистора, температура переходов и ток возрастет, вследствии чего может наступить тепловой перебой.

Задание к работе в лаборатории

1. Снять и построить семейство входных характеристик транзистора при напряжениях на коллекторе -2, -5, -10 В.

Указания: при проведении измерений необходимо следить за тем, чтобы ток коллектора не превышал 10 мА; число точек для каждой снятой кривой должно составлять 5 – 7.

1. Снять и построить семейство выходных характеристик транзистора для четырех значений тока базы, выбранных с равным интервалом и включающим нулевое значение.

Указания: максимальное значение базового тока должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы соответствующий ему ток коллектора не превышал 10 мА; число точек для каждой снятой кривой должно составлять 7 –8.

1. При температуре около 45⁰С снять входную и выходную характеристики для одного значения напряжения коллектора и одного значения тока базы соответственно (по указанию преподавателя). Характеристики построить на одном графике с соответствующим семейством характеристик.

Входные характеристики:

Выходные характеристики:

1. Для режима, выбранного в п.3, и комнатной температуры построить характеристику прямой передачи тока и обратной связи по напряжению при включении транзистора по схеме с общим эмиттером.

Характеристика прямой передачи по току.

При Uк.э= -5 В.

Характеристика обратной передачи по напряжению

При iб=100мкА

1. Пользуясь результатами, полученными в п.1 и 2, определить значения h - параметров транзистора в рабочей точке, заданной преподавателем.

Вывод: в данной работе было проведено исследование статических характеристик транзистора при включении с общим эмиттером при различных температурах окружающей среды; ознакомление с методами определения параметров. Все полученные характеристики и значения H – параметров транзистора близки к теоретическим