электроника практикум. Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики
 Скачать 3.18 Mb.
|
Лабораторная работа №2«Исследование биполярного транзистора»1. Цель работы: Изучить характеристики биполярного транзистора (БТ) в различных схемах включения. Изучить простейший усилитель на БТ. 2. Задание к работе: 2.1 Исследование входных характеристик биполярного транзистора (БТ) в схеме с общей базой (ОБ). 2.1.1 Собрать схему исследования входных характеристик БТ. На рисунке 1 приведена схема исследования для n-p-n транзистора. В дальнейшей работе предполагается, что исследуется n-p-n транзистор. при исследовании p-n-p транзистора следует изменить полярности источников напряжения и знак предела шкалы графопостроителя.  Рисунок 12 – Схема исследования входных характеристик БТ в схеме с ОБ. 2.1.2 Установить диапазон регулирования источника E1 0..-1В, источника E2 0..+5В. По вертикальной оси графопостроителя выбрать миллиамперметр мА1, диапазон: нижняя граница 0, верхняя +10мА, по горизонтальной оси графопостроителя выбрать V1, диапазон: левая граница 0, правая граница -1В. 2.1.3 Снять две входные характеристики  , для Uкб = 0 и Uкб = 5В. Для этого с помощью источника E2 установить фиксированное напряжение V2. Далее плавно поворачивать ручку управления источника E1 против часовой стрелки до тех пор, пока ток эмиттера (мА1) не достигнет 10 мА.2.1.4 Сохранить графики. 2.2 Исследование выходных характеристик БТ в схеме с общей базой. 2.2.1 Собрать схему исследования выходных характеристик в схеме с ОБ (рисунок 2).  Рисунок 13 – Схема исследования выходных характеристик БТ в схеме с ОБ. 2.2.2 По горизонтальной оси графопостроителя выбрать V2, установить диапазон: левая граница -1В, правая +10В. По вертикальной оси графопостроителя выбрать мА2, установить диапазон: нижняя граница -1 мА, верхняя граница +10мА. Установите диапазон регулирования источника E1: 0..-10 В. Диапазон E2: -1..10 В. Следует настроить регулятор E2. Для этого для более точного позиционирования регулятора установите диапазон регулирования 0..-1 В. Вращая ручку E2, установите ток коллектора -1мА, контроль осуществляется по показанию мА2. Затем удерживая нажатой кнопку «CTRL» клавиатуры левой кнопкой мышки нажмите на кнопку «Сброс»  . Это зафиксирует текущее значение регулятора как начальное.2.2.3 Снимите 4 выходные характеристики в схеме с ОБ  при фиксированных тока Iэ, равных 0, 2, 4, 6, 8 мА. Для этого сначала с помощью источника E2 установить ток мА2 равный -1 мА. Установить значение тока эмиттера Iэ = 2 мА с помощью источника E1, контроль осуществляется по мА1. Плавно вращая ручку регулирования E2 по часовой стрелке снять характеристику до тех пор пока V2 не станет равным 10 В. Для более точного позиционирования регулятора E2 следует менять диапазон регулирования. Затем, не изменяя напряжение источника E1, плавно поворачивая ручку регулятора E2 против часовой стрелки установить ток мА2 равный -1 мА. Установить следующее значение тока эмиттера Iэ = 4 мА с помощью источника E1. Вновь измерить характеристику и так далее.Сохранить графики. 2.3 Исследование входных характеристики БТ в схеме с общим эмиттером. (ОЭ) 2.3.1 Собрать схему исследования входных характеристик БТ в схеме с ОЭ (рисунок 3).  Рисунок 14 – Схема исследования входной характеристики БТ в схеме с ОЭ. 2.3.2 Установить диапазон регулирования источника E1 0..+1В, источника E2 0..+5В. По горизонтальной оси графопостроителя выбрать V1, установить диапазон 0..+1В, по вертикальной оси графопостроителя выбрать мА1, установить диапазон 0..+0,1 мА. Переключить шунт амперметра для измерения микротоков, для этого следует нажать кнопку  .2.3.3 Снять две входные характеристики Iб = f(Uбэ) при Uкэ = 0В и Uкэ = +5В. Для этого поворачивать ручку регулирования источника E1 до тех пор пока ток мА1 не достигнет 100 мкА, контроль вести по mA1. Оба графика должны быть построены на одних осях. Сохранить графики. 2.4 Исследование выходных характеристик БТ в схеме с ОЭ. 2.4.1 Собрать схему для исследования выходных характеристик в схеме с ОЭ (Рисунок 4).  Рисунок 15 – Схема исследования выходных характеристик БТ в схеме с ОЭ. 2.4.2 Установить диапазон регулирования E1 0..+10В, E2 0..+10В. По горизонтальной оси графопостроителя выбрать V2, установить диапазон 0..+10В., по вертикальной оси выбрать мА2, установить диапазон 0..+10 мА. Пределы вертикальной шкалы можно скорректировать после измерения характеристик. 2.4.3 Снять семейство выходных характеристик в схеме с ОЭ и Iк = f(Uкэ) для различных фиксированных токов базы. Предварительно определить экспериментально максимальный ток базы Iбmax при котором ток выходной характеристики не выходит за пределы 10мА. Ток базы задается источником E1 и контролируется по мА1. Устанавливая фиксированные значения тока базы в диапазоне 0 ... Iбmax , с равным шагом снять десять выходных характеристик. Выходная характеристика получается путем регулирования E2 от 0 до 10В. 2.4.4 Сохранить полученные графики. 2.4.5 Исследовать зависимость выходных характеристик БТ от температуры. Для этого снять две характеристики при комнатной и повышенной температурах. Повышения температуры можно добиться, прикоснувшись на несколько секунд пальцами руки к корпусу транзистора. Сохранить графики. 2.5 Исследование передаточной характеристики БТ в схеме с ОЭ. 2.5.1 Собрать схему рисунок 4. По вертикальной оси графопостроителя выбрать мА2, установить диапазон 0..+10мА. По горизонтальной оси графопостроителя выбрать мА1, диапазон 0.. Iбmax . С помощью источника E2 установить напряжение V2, равное 5В. При необходимости переключить шунт мА1. 2.5.2 Снять передаточную характеристику Iк = f(Iб), при Uкэ = 5В. 2.5.3 Сохранить графики. 2.6 Исследование усилителя на БТ в схеме с ОЭ. 2.6.1 Собрать схему, показанную на рисунке 5.  Рисунок 16 – Схема исследования усилителя на БТ. 2.6.2 Перевести графопостроитель в режим временных характеристик. 2.6.3 Установить диапазон регулирования E2 от 0..+10 В. Выбрать по вертикальной оси верхнего экрана графопостроителя V1, диапазон: 0..+10 В. Выбрать по вертикальной оси нижнего экрана графопостроителя V2 , диапазон 0..+10 В. 2.6.3 Установить напряжение источника питания усилителя E2 = 10 В. 2.6.4 Регулируя источник E1(амплитуду и постоянную составляющую) подобрать такие параметры синусоидального входного сигнала, что бы на выходе был неискаженный синусоидальный сигнал с амплитудой близкой к 5В. Сохранить полученные графики. 2.6.5 Не изменяя параметров входного сигнала выбрать по вертикальной оси нижнего экрана графопостроителя мА1, получить осциллограмму входного тока усилителя. Сохранить полученный график. 2.6.6 Выбрать по вертикальной оси нижнего экрана графопостроителя мА2, получить осциллограмму выходного тока усилителя. Сохранить полученный график. 2.6.7. Выбрать по вертикальной оси нижнего экрана графопостроителя V2, диапазон 0..+10 В. Изменяя постоянную составляющую входного сигнала, анализируя искажения синусоиды по осциллограмме выходного сигнала установить режим работы транзистора вблизи отсечки и вблизи насыщения. Установить рабочую точку транзистора посередине рабочего участка подать на вход усилителя такой сигнал, что бы были видны ограничения сигнала на выходе снизу и сверху. Для каждого случая сохранить полученные графики. 3 Содержание отчета. 3.1 Схемы исследования. 3.2 Выходные и входные характеристики БТ в схеме с ОБ (каждую характеристику подписать!). 3.3 Семейство выходных характеристик БТ в схеме с ОБ (подписать каждую характеристику в семействе). 3.4 Входные характеристики БТ в схеме с ОЭ. 3.5 Семейство выходных характеристик БТ в схеме с ОЭ (каждую характеристику семейства подписать). 3.6 Результаты исследования зависимости выходной характеристики БТ в схеме с ОЭ от температуры. 3.7 Передаточная характеристика БТ в схеме с ОЭ. 3.8 Результаты исследования усилителя. 3.9 По характеристикам транзистора определить его дифференциальные h-параметры для схем с ОБ и ОЭ. 3.10 По осциллограммам усилителя определить коэффициент усиления усилителя по напряжению, току и мощности. Вопросы для самопроверки. Изобразить схему включения БТ с ОЭ. Изобразить схему включения БТ с об. Как влияет ток базы в схеме с ОЭ на ток коллектора? Для чего используются биполярные транзисторы? Изобразить входную характеристику БТ в схеме с ОБ. Изобразить входную характеристику БТ в схеме с ОЭ. Изобразить выходные характеристики БТ в схеме сОБ. Изобразить выходные характеристики БТ в схеме сОЭ. Как и почему влияет температура на выходные характеристики в схеме с ОЭ? Что такое коэффициент усиления БТ? Как определить коэффициент усиления БТ по характеристикам? |