04 Исследование характеристик биполярного транзистора (1013232)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

В биполярном транзисторе физические процессы определяются движением носителей заряда обоих знаков, что и отражено в его названии. На рисунке 1 приведены сечение (а), схематическое (б) и схемотехническое изображение биполярного транзистора.

Рисунок 1. Структура (а), схематическое (б) и схемотехническое
изображение (в) биполярного транзистора.

Биполярный транзистор содержит три полупровод­никовые области с чередующимися типами проводимости (p – n – p или n – p – n), которые называются соответственно эмитте­ром, базой и коллектором. Эти области разделены двумя взаимо­действующими между собой p-n переходами: эмиттерным и коллекторным. Взаимодействие между переходами обеспечивает­ся благодаря тому, что расстояние между ними (толщина базы) много меньше диффузионной длины неосновных носителей в базе. К полупроводниковым областям созданы омические контакты и внешние выводы. Принцип действия транзисторов типа p – n – p и n – p – n одинаков. В работе рассматри­ваются только транзисторы типа n – p – n.

Возможны три схемы подключения транзистора: с общим эмиттером, общей базой и общим коллектором. В работе исследуются статические характеристики транзистора в схемах с общим эмиттером и общей базой.

Схема с общим эмиттером представлена на рис.2

Рисунок 2. Схема включения транзистора с общим эмиттером.

При данной схеме включения входным током является ток базы, а входным напряжением – напряжение между базой и эмиттером. Выходными являются ток коллектора и напряжение между коллектором и эмиттером.

I_вх= I_б ; U_вх=U_бэ;

I_вых=I_к; U_вых=U_кэ.

Входная характеристика – это зависимость входного тока (в данном случае тока базы) от входного напряжения при постоянном напряжении на выходе, т.е. на коллекторе:

I_вх=f(U_вх), или I_б=f(U_бэ) при U_кэ=const.

Выходная характеристика – зависимость выходного тока (тока коллектора) от выходного напряжения при постоянном токе базы.

I_вых=f(U_вых), или I_к=f(U_кэ) при I_б=const

Схема с общей базой представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема включения транзистора с общей базой.

При данной схеме включения входным током является ток эмиттера, а входным напряжением – напряжение между эмиттером и базой. Выходными являются ток коллектора и напряжение между коллектором и базой.

I_вх=I_э ; U_вх=U_эб;

I_вых=I_к; U_вых=U_кб.

Входная характеристика – это зависимость входного тока (в данном случае тока эмиттера) от входного напряжения при постоянном напряжении на выходе, т.е. на коллекторе:

I_вх=f(U_вх), или I_э=f(U_эб) при U_кб=const

Выходная характеристика – зависимость выходного тока (тока коллектора) от выходного напряжения при постоянном токе эмиттера.

I_вых=f(U_вых ), или I_к=f(U_кб) при I_э=const.

Описание установки.

Исследование характеристик БП транзистора осуществляется с помощью характериоскопа, позволяющего получить на экране семейства ВАХ п/п транзисторов. В состав лабораторной установки входят также транзистор и разъем с тремя проводами. Транзистор припаян к плате с тремя выводами. К среднему выводу присоединена база транзистора. К выводу, окрашенному в красный цвет, присоединён коллектор. Плата с транзистором вставляется в разъём с тремя проводами. Рекомендуется вставлять плату таким образом, чтобы красный вывод коллектора соответствовал красному (розовому) проводу. Белый провод при этом будет соответствовать базе, а чёрный – эмиттеру транзистора.

Штекеры проводов подсоединяются к различным гнёздам характериоскопа, в зависимости от схемы включения и снимаемой характеристики.

Порядок выполнения работы

1. Снимите семейства входных и выходных ВАХ в схеме с общим эмиттером.

Для снятия семейства выходных ВАХ в схеме с общим эмиттером поставьте переключатель "OFF" в нейтральное положение (рисунок П1-2 приложения 1) и подключите транзистор в соответствии с рисунком 4.

Рисунок 4. Схема подключения транзистора при снятии семейства
выходных ВАХ в схеме с общим эмиттером.

На приборе CHARACTERISCOPE установите ручки управления в сле­дующие положения:

– переключатель "НОR .VOLTS" в положение (0,5 – 1,0) В/дел;

– переключатель "VERT. CURRENT "в положение – 1 мА/дел.;

– переключатель "BASE STEPS" в положение "6";

– тумблер "STEP POL" в положение ''+";

– кнопка "ONE CURVE" отжата;

– переключатель "STEP AMPLITUDE" в положение (50 –100) мкА;

– переключатель "COLLECTOR SUPPLY" в положение – "+АС".

Включите питание прибора ручкой "SCALE ILLUM" и установите удобный уровень освещенности шкалы. Время прогрева прибора не менее 5 минут.

После того, как будут выставлены необходимые чувствительности, полярности и количество шагов, можно включить изображение, переведя переключатель "OFF" в соответствующие положение или. В результате на экране должно появиться семейство ВАХ. Каждая кривая семейства соответствует постоянному значению входного тока на гнезде “B”.

После этого необходимо произвести балансировку. Балансировка осуществляется вращением ручки "OFFSET". При вращении ручки "OFFSET" семейство кривых синхронно перемещается по экрану. Для балансировки нужно добиться такого положения, когда нижняя кривая при движении семейства ВАХ сверху вниз остановится (при этом она будет соответствовать I_б=0); начало этой кривой (яркая точка) является началом координат при построении графика ВАХ. После балансировки откорректируйте чувствительность вертикального отклонения так, чтобы семейство ВАХ занимало как можно большую часть экрана характериоскопа, и перерисуйте семейство выходных ВАХ на миллиметровку в масштабе достаточно крупном для дальнейших вычислений (1 клетка на экране осциллографа ≤ 1см).

Для снятия семейства входных ВАХ в схеме с общим эмиттером поставьте переключатель "OFF" в нейтральное положение и подключите транзистор в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5. Схема подключения транзистора для получения семейства входных характеристик в схеме с общим эмиттером.

На приборе CHARACTERISCOPE установите ручки управления в сле­дующие положения:

переключатель "НОR .VOLTS" в положение 0,1 В/дел;

– переключатель "VERT. CURRENT "в положение – (20 – 50) мкА/дел.;

– переключатель "BASE STEPS" в положение "6";

– тумблер "STEP POL" в положение ''+";

– кнопка "ONE CURVE" отжата;

– переключатель "STEP AMPLITUDE" в положение 1 В;

– переключатель "COLLECTOR SUPPLY" в положение – "+АС".

После того, как будут выставлены необходимые чувствительность, полярность и количество шагов, можно включить изображение, переведя переключатель "OFF" в соответствующие положение  или . В результате на экране должно появиться семейство ВАХ. Каждая кривая семейства соответствует постоянному значению выходного напряжения на гнезде “B”.

Перерисуйте семейство ВАХ на миллиметровку в масштабе достаточно крупном для дальнейших вычислений (1 клетка на экране осциллографа ≤ 1см).

2. Снимите семейства входных и выходных ВАХ в схеме с общей базой.

Для снятия семейства выходных ВАХ в схеме с общей базой поставьте переключатель "OFF" в нейтральное положение и подключите транзистор в соответствии с рисунком 6.

Рисунок 6. Схема подключения транзистора для получения семейства
выходных ВАХ в схеме с общей базой.

На приборе CHARACTERISCOPE установите ручки управления в сле­дующие положения:

– переключатель "НОR .VOLTS" в положение (0,5 – 1,0) В/дел;

– переключатель "VERT. CURRENT "в положение – 1 мА/дел.;

– переключатель "BASE STEPS" в положение "6";

– тумблер "STEP POL" в положение ''-";

– кнопка "ONE CURVE" отжата;

– переключатель "STEP AMPLITUDE" в положение 1 мА;

– переключатель "COLLECTOR SUPPLY" в положение – "+АС".

Переведите переключатель "OFF" в соответствующее положение  или . В результате на экране должно появиться семейство ВАХ. Каждая кривая семейства соответствует постоянному значению входного тока на гнезде “B”.

Произведите балансировку. После балансировки откорректируйте чувствительность вертикального отклонения так, чтобы семейство ВАХ занимало как можно большую часть экрана характериоскопа, и перерисуйте семейство ВАХ на миллиметровку в масштабе достаточно крупном для дальнейших вычислений (1 клетка на экране осциллографа ≤ 1см).

Для снятия семейства входных ВАХ в схеме с общей базой поставьте переключатель "OFF" в нейтральное положение и подключите транзистор в соответствии с рисунком 7.

Рисунок 7. Схема подключения транзистора для получения семейства входных характеристик в схеме с общей базой.

На приборе CHARACTERISCOPE установите ручки управления в сле­дующие положения:

– переключатель "НОR .VOLTS" в положение 0,1 В/дел;

– переключатель "VERT. CURRENT "в положение – 1 мА/дел.;

– переключатель "BASE STEPS" в положение "6";

– тумблер "STEP POL" в положение ''+";

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы