Транзисторы-2 (1075506)
Текст из файла
Sozinov B.L. стр. 10 2.7.2019
Министерство образования Российской Федерации
Московский государственный технический университет
им. Н.Э.Баумана
__________________________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ
”Электроника и микропроцессорная техника”
(часть 1)
для студентов - факультета БМТ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА.
Созинов Б.Л.
Кафедра РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА
_____________________________________________________________________
Москва 2004 год
Исследование статических вольтамперных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
Целью работы является освоение методик измерения статических вольтамперных характеристик (ВАХ) биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). На базе полученных ВАХ транзистора научиться вычислять его малосигнальные низкочастотные усилительные параметры.
Задание на выполнение работы.
-
Ознакомиться с паспортными данными на транзистор марки КТ203. По паспортным данным определить пределы изменений токов и напряжений, в пределах которых следует провести экспериментальные измерения ВАХ транзистора.
Паспортные данные на транзистор КТ203 приведены в приложении данной работы. Справочные параметры транзистора представляются в отчете по данной работе и сопровождаются краткими комментариями.
На базе паспортных данных транзистора изготовляется график-заготовка, куда в ходе измерений наносятся экспериментальные точки выходных характеристик биполярного транзистора. При выборе масштабов графика необходимо учитывать, что в эксперименте максимальный ток коллектора не должен превосходить максимального тока коллектора IК.max, величина которого указана в паспорте (для КТ203 IК.max. =10 мА), а максимальное напряжение на коллекторе UКЭ.max.экс –техническими параметрами используемых лабораторных источников питания (UКЭ.max.экс =15 В.). Величина допустимой рассеиваемой мощности на коллекторе РК.max (паспортный параметр транзистора) изображается на графике гиперболой (для любой i-точки выполняется равенство РК.max = IК.i* UКЭ.i). Типичный вид графика-заготовки для выходной характеристики транзистора приведен на рис. 1.
Р
ис. 1. График-заготовка для выходной характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ.
-
Собрать схему для измерения семейства статических выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
Для измерения ВАХ биполярного транзистора используется лабораторный макет, на котором расположен набор полупроводниковых приборов, резисторов и ряда соединенных между собой гнезд. Схема для проведения эксперимента собирается с использованием перемычек и проводников, позволяющие подключить измерительные приборы и лабораторные источники питания. Для измерения токов и напряжений применяют универсальные приборы с цифровой индикацией (мультиметры). Принципиальная схема для измерения семейства выходных характеристик транзистора, включенного по схеме ОЭ, показана на рис. 2. В базовой цепи используется токоограничительный резистор с сопротивление R=51 кОм, с помощью которого входной источник напряжения превращается в источник тока. Лабораторные источники питания имеют возможность изменять свои выходные напряжения в пределах от 0 до 15 В (регулировки «грубо» и «плавно»). Пределы измерительных приборов выбираются из условия ожидаемых величин (коллекторный ток IК до 10 мА, ток базы IБ не более 300 мкА, напряжение между базой и эмиттером UБЭ не более 1 В).
После составления студентом любой схемы измерения ее всегда необходимо представить на проверку преподавателям или учебному персоналу лабораторного зала.
Перед включением источников питания необходимо предварительно установить их выходные напряжения: для источника входной цепи – нуль (регуляторы «грубо» и «плавно» повернуть против часовой стрелки до упора), для источника выходной цепи - приблизительно 7.5 В (регулятор «грубо» поставить в центральное положение).
Рис.2. Принципиальная схема стенда для измерения семейства выходных характеристик биполярного транзистора в схеме ОЭ.
-
Измерить семейство выходных характеристик IК=f(UКЭ) биполярного транзистора.
Первоначально установите в схеме напряжение на коллекторе UКЭ= -5 B, а изменением напряжения источника питания входной цепи добейтесь коллекторного тока IК1*, величина которого задается преподавателем (IК1*<Iк.max=10мА.). После установки заданного коллекторного тока IК1* измерьте соответствующий ему ток базы IБ1*. Координаты данной точки выходной характеристики (UКЭ= -5 B и IК= IК1*) нанесите на график-заготовку и запишите в рабочую тетрадь. Следующие измерения коллекторного тока при сохранении тока базы IБ1* рекомендуется провести для напряжений на коллекторе UКЭ= -10 В и UКЭ= -15 В. Затем уменьшите напряжение на коллекторе до -5 B и повторно измерьте ток коллектора. Если ток коллектора будет отличаться от первоначально установленной величины IК1*, то ее следует восстановить путем корректировки тока базы IБ1*. Возможное изменение тока коллектора IК1 может быть вызвано нагревом транзистора при работе в области, близкой к предельно допустимой по мощности (при UКЭ= -15 В). Далее, необходимо уменьшить напряжение на коллекторе до -3 В. и -1 В. и измерить соответствующие им токи коллектора.
Для измерения минимального напряжения на коллекторе UКЭ.нас, при котором транзистор находится на границе между активной областью и режимом насыщения, необходимо проделать следующее. Предварительно установите регулятор «грубо» напряжения источника питания выходной цепи в крайнее положение против часовой стрелки, а регулятором «плавно» выставьте напряжение Uкэ=1 В. Повторно измерьте ток коллектора IК1(UКЭ =1В.), а далее плавно уменьшайте напряжение UКЭ, пока коллекторный ток IК.нас не снизиться на 10% относительно тока IК1 (IК.нас=0.9*IК1). Напряжение на коллекторе, при котором это произойдет, примите за напряжение насыщения UКЭ.нас, а его величину запишите в рабочей тетради. Надо быть внимательным при измерении данного напряжения, так как у биполярных транзисторов напряжение насыщения UКЭ.нас менее 0.5 В.
Получив выходную характеристику IК1(Uкэ) при токе базы IБ1*, необходимо провести аналогичные измерения трех других ветвей IК2(UКЭ), IК3(UКЭ), IК4(UКЭ) с токами базы IБ2= 0.75* IБ1*, IБ3= 0.5* IБ1*, IБ4= 0.25* IБ1* соответственно. Токи базы IБ2, IБ3, и IБ4 устанавливайте при напряжении на коллекторе UКЭ= -5 В, фиксируя их абсолютные величины в рабочей тетради. Все экспериментальные данные записываются в рабочую тетрадь в виде таблицы и одновременно наносятся на график-заготовку для избежания работы транзистора в запрещенной зоне.
Таблица №1.
| Uкэ[B] | 0 | Uкэ.нас. | -1 | -3 | -5 | -10 | -15 |
| Iк1[мА] | 0 | …(...) | … | … | Iк1*=… | … | … |
| Iк2[мА] | 0 | …(...) | … | … | Iк2*=… | … | … |
| Iк3[мА] | 0 | …(...) | … | … | Iк3*=… | … | … |
| Iк4[мА] | 0 | …(...) | … | … | Iк4*=… | … | … |
*-во втором столбце записывается ток коллектора насыщения и в скобках напряжение насыщения между коллектором и эмиттером для каждого значения тока базы.
Таблица №2
| Uкэ [В.] | Iк [ма] | IБ [мкА] |
| 5 | IК1*= … | IБ1* = … |
| 5 | IК2* =… | IБ2 =0.75* IБ1*=… |
| 5 | IК2* =… | IБ3 =0.50* IБ1*=… |
| 5 | IК4* =… | IБ4 =0.25* IБ1*=… |
По результатам измерений постройте семейство выходных характеристик транзистора на графике – заготовке и покажите преподавателю. Только после проверки результатов измерений (преподаватель оставляет подпись на графике) можно преступить к выполнению следующего задания.
-
Собрать схему для измерения семейства статических входных и передаточной характеристик транзистора, включенного по схеме ОЭ.
При измерении входных и передаточной характеристик транзистора напряжение на базе UБЭ изменяется в небольших пределах (0 – 0.7 В.). Поэтому для его измерения следует использовать цифровой мультиметр, который в предыдущем эксперименте измерял напряжение на коллекторе. Так как в последующих измерениях по заданию напряжение на коллекторе UКЭ устанавливается -5 В. или 0 В., то его можно измерять стрелочным вольтметром, встроенным в источник питания выходной цепи. Поэтому перестройка измерительного стенда состоит только в переносе места подключения одного мультиметра из выходной цепи во входную и изменении пределов его измерений. Схема для измерения семейства входных и передаточной характеристик транзистора показана на рис.3.
Рис.3. Схема для измерения семейства входных и передаточной характеристик транзистора, включенного по схеме ОЭ.
-
Измерить входные IБ=f(UБЭ) и передаточную IК=f(UБЭ) характеристики транзистора в схеме ОЭ.
Входные характеристики измеряются для двух напряжений на коллекторе: UКЭ*= -5 В. (работа транзистора в активном режиме) и UКЭ**= 0 В. (работа транзистора в режиме насыщения). Передаточную характеристику транзистора необходимо получить только для активного режима (UКЭ*= -5 В.).
Первоначально проведите измерения характеристик транзистора при работе в активном режиме. Для этого предварительно установите напряжение на базе UБЭ=0 В. (регулировки «грубо» и «плавно» источника питания входной цепи выведите в крайнее положение против часовой стрелки), а напряжение на коллекторе приближенно 5В. (регулировку «грубо» источника питания выходной цепи установите в центральное положение). Далее включите источники питания и точно выставите напряжение UКЭ*= -5 В. (контроль по стрелочному вольтметру, встроенному в источник питания). Затем плавно увеличьте напряжение источника питания входной цепи (левый источник схемы) до получения максимального тока базы IБmax IБ1*, при котором ток коллектора равен заданной преподавателем величины IК1* (см. предыдущий эксперимент). Максимальный ток базы IБmax устанавливается с округлением до десятков микроампер, например, 180 мкА или 200 мкА. При данном токе базы IБmax измеряют напряжение на базе UБЭ.1 и ток коллектора IК1* и результаты записывают в рабочей тетради в виде таблицы (см. ниже).
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
