Электроника лр5. Цель работы Изучение характеристик и параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Приборы и оборудование
 Скачать 140.21 Kb.
|
|
Цель работы: Изучение характеристик и параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Приборы и оборудование: - лабораторный стенд "Основы электроники"; - соединительные провода; - осциллограф MATRIX MOS-620. 1. Экспериментальное исследование характеристик биполярного транзистора. а) Соберем схему для снятия характиристик прямой передачи по току биполярного транзистора рис.1. Для измерения тока базы подключим миллиамперметр PA1 (до 1 мА), а для измерения тока коллектора PA2 (до 100 мА). Для измерения напряжения на коллекторе изпользуем вольтметр PV1; в качестве резистора в цепи коллектора использовать резистор RP3.  Рис. 1 Схема Э3 для снятия характеристик прямой передачи по току биполярного транзистора. б) Снимем статическую характеристику прямой передачи по току Iк=f(Iб) при Uк, равном заданному значению Eк=8 В и Rк=0. При снятии характеристики следим за постоянством напряжения Uk по вольтметру: Таблица 1. Статическая характеристика прямой передачи по току транзистора
Построим график характеристики прямой передачи по току транзистора, на основании данных из таблицы 1.  Рис.2. График зависимости тока коллектора от тока базы Ik=f(Iб). Статический коэффициент передачи тока:  в) Снята характеристика прямой передачи по току при наличии заданного сопротивления нагрузки Rк = 120 Ом. Таблица 2. Статическая характеристика прямой передачи по току транзистора в динамическом режиме
Построим график характеристик прямой передачи по току при наличии заданного сопротивления нагрузке, на основании данных из таблицы 2:  Рис.3 График зависимости Iк=f(Iб) при наличии нагрузки Коэффициент передачи тока B=∆Iк/∆Iб = 350 Коэффициент усиления каскада по току Кi=∆I'к/∆I'б = 260 Обозначим области активного усиления, отсечки и насыщения. Определим максимальный ток, при котором еще обеспечивается линейное усиление Iб max = 0,14. д) Снимем выходные статические ВАХ с помощью осциллографа. Соберем схему в соответствии с рис.4. Вход Y (CH2) осциллографа подключить к шунту Rs, а корпус осциллографа соеденить с общим проводом схемы. Вход X (CH1) осциллографа подключить к коллектору. При этом переключатель развёртки осциллографа должен быть приведен в положени X/Y. Установим потециометр RP1 в крайнее левоо положение, соответствующее минимальному сопротивлению. Включим питание. Изменяя ток базы от 0 до максимума ( но не более 1 мА), пронаблюдаем смейство выходных характеристик, заристовать на одном рисунке выходные характеристик для трех значений тока базы: Iб = 0, Iб = 0,5*Iбmax, Iб = Iбmax  Рис.4. Снимем выходные статические ВАХ с помощью осциллографа для трех значений тока базы Iб1 = 0, Iб2 = 0,5Iбmax, Iб3 = Iбmax:  Рис.5. Выходные статические ВАХ для трех значений тока базы Построим нагрузочную диаграмму транзистора:  Рис.6. График выходных характеристик транзистора Ток насыщения Iн = 38 мА, Uk = 10 B Ek/Rk = 10/120 = 83 mA. Тогда рабочая точка Р будет находиться при Ik = 28 мА. Рассчитаны потери в транзисторе в рабочей точке покоя Ркp=Ukp•Ikp = 6,6*28= 184,8; потери в режиме насыщения Ркн = Ukн•Ikн = 5,2*38 = 197,6; потери в режиме отсечки Рко = Ukо•Ikо = 9,4*3 = 28,2; средние потери в ключевом режиме при относительной длительности импульса 0,5 Ркр.ср = О,5Ркн+ О,5Рко = 0,5*197,6 + 0,5*28,2 = 112,9. Вывод: в лабораторной работе изучены характеристики и параметры биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов. В полупроводниковой структуре сформированы два p-n-перехода, перенос заряда через которые осуществляется носителями двух полярностей — электронами и дырками. В транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, имеет место усиление не только по напряжению, но и по току. Входными параметрами для схемы с общим эмиттером будут ток базы Iб, и напряжение на коллекторе Uк, а выходными характеристиками будут ток коллектора Iк и напряжение на эмиттере Uэ. Отсечка. В том случае, если разность потенциалов между эмиттером и базой ниже некоторого значения (примерно 0.6 Вольт), то база-эмиттерный p-n-переход оказывается закрытым, поскольку ток базы не возникает. В связи с этим коллекторный ток не протекает по той причине, что в базовом слое отсутствуют свободные электроны. Таким образом, транзистор переходит в состояние отсечки и сигнал не усиливает. Этот режим используется в цифровых схемах, когда БТ работает как ключ в положении «разомкнуто». Активный режим. В этом режиме радиокомпонент усиливает сигнал, то есть исполняет свою основную функцию. На базу подаётся разность потенциалов, которая открывает база-эмиттерный p-n-переход. Как следствие, в транзисторе начинают протекать токи коллектора и базы. Значение коллекторного тока вычисляется как арифметическое произведение величины тока базы и коэффициента усиления. Насыщение. В этот режим биполярный транзистор входит при увеличении тока базы до некоего предельного значения, при котором p-n-переходы полностью открываются. Значение тока, протекающего через БТ при его насыщении, зависит лишь от питающего напряжения и величины нагрузки в коллекторной цепи. В данном режиме входной сигнал не усиливается, ведь коллекторный ток не воспринимает изменений тока базы. Способность транзистора к переходу в насыщение используется в цифровой технике, когда БТ играет роль ключа в замкнутом положении. Барьерный режим. Здесь транзистор работает как диод с последовательно включённым резистором. Для этого базу напрямую или через малоомное сопротивление соединяют с коллектором. В данном режиме триоды хорошо показывают себя в высокочастотных устройствах. Кроме того, использование транзистора в барьерном режиме целесообразно на реальном производстве для снижения общего количества комплектующих.
. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||