Эксперимент 2. Построение выходной статической вольтамперной характеристики биполярного транзистора.

Цель лабораторной работы

Целью лабораторной работы является закрепление теоретических знаний о физических принципах работы и определяемых ими характеристиках биполярных транзисторов путем экспериментального исследования их с помощью измерительных средств виртуальной электронной лаборатории на персональном компьютере на базе программы Elecrtronics Workbench.

Задачи лабораторной работы

1. Освоение методов экспериментального исследования с помощью измерительных средств виртуальной электронной лаборатории на персональном компьютере на базе программы Elecrtronics Workbench характеристик и параметров биполярных транзисторов.

2. Снятие входной характеристики транзистора Iэ = f(Uэб).

3. Снятие выходной характеристики транзистора Iэ = f(Uкб).

4. Определение коэффициента передачи транзистора по постоянному току.

 

Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Построение входной статической вольтамперной характеристики биполярного транзистора.

Табл. 1.

E2, В	Измерения
	E1, В		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Iэ, мА U, B	0.000 0.000	99.01 99.01	198.0 198.0	297.0 297.0	396.1 396.0	497.4 495.0	699.3 593.0	671.8	709.9	731.1
	E1, В		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Iэ, мА U, B	0,000 0.000	99.01 99.01	198.0 198.0	298.0 297.0	396.1 396.0	497.4 495.0	704.3 593.0	2,877 671.2	9,108 708.9	730.0
	E1, В		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Iэ, мА U, В	0,000 0.000	99.01 99.01	198.0 198.0	297.0 297.0	396.1 396.0	497.7 495.0	709.4 592.9	670.7	708.0	728.9

 

 

График зависимости тока эмиттера от напряжения эмиттер - база

1 – E2 = 0B 2 – E2 = 5B 3 – E2 = 10B

 

 

Эксперимент 2. Построение выходной статической вольтамперной характеристики биполярного транзистора.

 

 

Табл. 2.

 

Iэ, мА	Измерения
	E2, В
Iк, мА	8,013	8,038	8,063	8,088	8,113	8,137	8,160	8,183	8,206	8,229
	E2, В
Iк, мА	14,35	14,40	14,46	14,51	14,56	14,62	14,67	14,72	14,77	14,82
	E2, В
Iк, мА	20,14	20,21	20,29	20,36	20,44	20,51	20,59	20,66	20,73	20,80

 

 

График зависимости тока коллектора от напряжения коллектор – база.

1: J1 = 10 2: J1 = 20 3: J1 = 30

 

 

Эксперимент 3. Определение статического коэффициента передачи транзистора по постоянному току.

Табл. 3.

Е1, В	Е2, В	Iк, мА	Iэ, мА	Uкб, В	α
		29,44	25,49	5,000	0,865
		211,2	210,7	5,000	0,997
		394,7	399,6	5,000	1,012
		25,61	34,57	10,00	1,349
		210,9	216,6	10,00	1,027
		399,8	400,5	10,00	1,001

Контрольные вопросы

Принцип действия транзистора.

Биполярным транзистором называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий в своей структуре два взаимодействующих p-n- перехода и три внешних вывода, и предназначенный, в частности, для усиления электрических сигналов. Термин «биполярный» подчеркивает тот факт, что принцип работы прибора основан на взаимодействии с электрическим полем частиц, имеющих как положительный, так и отрицательный заряд – дырок и электронов.

Структура транзистора, приведенная на данном рисунке

называется n-p-n- структурой.

 

Перечислите режимы работы транзистора.

- Активный режим – соответствует открытое состояние эмиттера при закрытом коллекторе.

 

- Инверсный режим – соответствует открытое состояние коллектора при закрытом эмиттере.

 

- Режим насыщения – когда оба перехода открыты.

 

- Режим отсечки – когда оба перехода закрыты.

Какие схемы включения транзисторов Вы знаете?

а. С общей базой. б. С общим эмиттером в. С общим коллектором.

Назовите характеристики транзистора.

Транзистор в электрических схемах используется в качестве четырехполюсника, характеризующегося четырьмя величинами: входным и выходным напряжениями и входным и выходным токами. Функциональные зависимости между этими величинами называются статическими характеристиками транзистора снятыми при постоянном токе и отсутствии нагрузки в выходной цепи.

Назовите параметры транзистора.

Параметры транзисторов являются величинами, характеризующими их свойства. С помощью параметров можно сравнивать качество транзисторов, решать задачи, связанные с применением транзисторов в различных схемах и рассчитывать эти схемы.

Все параметры транзисторов делятся на две группы:

1 – собственные (первичные): параметры, характеризующие свойства самого транзистора независимо от схемы его включения. В качестве этих параметров принимают: коэффициенты усиления (передачи) эмиттерного тока и тока базы, а также сопротивления эмиттера, коллектора и базы переменному току.

2 – вторичные: параметры, в отличие от первичных, для различных схем имеют различные показания.

Почему происходит усиление тока в биполярном транзисторе в схеме с ОЭ?

 

 

Нарисовать входную ВАХ транзистора.

 

Нарисовать семейство выходных ВАХ транзистора, объяснить, в чем их отличие.

Iб Iк

 

Uбэ Uкэ

Слева – входная ВАХ транзистора.

Справа – выходные ВАХ транзистора.

 

 

Что такое коэффициенты передачи по току в схемах с ОБ и ОЭ, как они взаимосвязаны?

Альфа – коэффициент передачи тока эмиттера, являющийся основным параметром транзистора. При нормальных токах может иметь значения от 0.950 до 0.998.

Бета – коэффициент передачи тока базы, составляет несколько десятков, в основном от 15 до 40.

Незначительные изменения А приводят к большим изменениям Б. Коэффициент Б,так же как и А, относится к важным параметрам транзистора. Если известен Б, то можно определить А по формуле:

Следует заметить, что коэффициент А не является строго постоянным. Он зависит от режима работы транзистора, в частности от тока эмиттера. При малых и больших токах А уменьшается, а при некотором среднем значении тока достигает максимума. В пределах рабочих значений тока эмиттера, А изменяется сравнительно мало.

Коэффициент Б изменяется в зависимости от режима работы транзистора гораздо больше, нежели коэффициент А. При некотором среднем значении тока эмиттера коэффициент Б максимален, а при меньших и больших токах он снижается, причем иногда в несколько раз.

 

 

Вывод

В ходе проведения работы мы освоили методы экспериментального исследования с помощью измерительных средств виртуальной электронной лаборатории на персональном компьютере, на базе программы Electronics Workbench.

Построили данную нам электрическую схему, в ходе экспериментов снимали различные показания приборов, по которым на графически указывали входные и выходные Вольт Амперные Характеристики транзистора. Также определяли коэффициент передачи транзистора по постоянному току.

Из курса теоретических сведений мы узнали о режимах подключения и работы биполярного транзистора, какую зависимость по отношению друг к другу имеют коэффициенты передачи тока базы и эмиттера и как именно происходит усиление передаваемого сигнала. Получили общие представления о работе и необходимости применения биполярного транзистора.

 

Преподаватель:

______________________________

______________________________

 

 

«___»_____________20___г.