ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
Цель работы. Ознакомиться с работой транзистора и снять основные характеристики.
Задание на подготовку к лабораторной работе.
В результате изучения теоретического материала студент должен
знать:
- устройство и принцип действия плоскостного транзистора;
- физический смысл процессов протекающих в транзисторе при его работе;
- схемы включения транзисторов.
Уметь:
- включать в электрическую схему транзисторы с различным типом проводимости;
- снимать входные и выходные характеристики транзисторов;
- определять работоспособность транзисторов с помощью электроизмерительных приборов.
Пояснения. Транзистор имеет два перехода р -n, направленных друг другу навстречу, причем ток одного перехода управляет током другого перехода. В зависимости от проводящего направления каждого перехода можно создать два типа транзисторов р-n-р и n-р-n.
Схема подключения транзистора типа р-n-р показана на рис. 19. Три области транзистора обозначены: Э — эмиттерная р-типа, Б — базовая n -типа, К — коллекторная р-типа. Соответственно этому имеется два перехода — эмиттерный и коллекторный. Если к эмиттерному переходу приложить напряжение в проводящем (прямом) направлении, как показано на рис. 19, то он окажется открытым. Носители заряда (в данном случае дырки), находящиеся в эмиттерной зоне, под воздействием электрического поля движутся через эмиттерный переход в базовую зону. Напряжение на коллекторный переход включено в непроводящем (обратном) направлении. Электроны, находящиеся в базовой зоне, не могут пройти коллекторный переход, так как сильное электрическое поле в области перехода заставляет их двигаться в обратную сторону. По той же причине дырки, находящиеся в коллекторной зоне, не могут попасть в базовую зону. Однако, дырки, прошедшие в базовую зону из эмиттерной, под воздействием этого же электрического поля интенсивно движутся в коллекторную зону.
Рис. 19 – Схема подключения транзистора типа р -n- р.
Ширина базовой области делается как можно меньше, чтобы дырки проходили из эмиттерной области, не успевая рекомбинировать (нейтрализоваться) с электронами в базе. Лишь небольшая часть дырок рекомбинирует в базовой области с местными электронами. Основное количество дырок проходит через базовую в коллекторную область. Дырки, движущиеся через эмиттерный и коллекторный переходы, представляют собой соответственно эмиттерный и коллекторный токи. Движением электронов как неосновных носителей тока эмиттерной и базовой областей в данном случае пренебрегаем. Коллекторный ток составляет обычно 0,8—0,95 эмиттерного тока. Отношение коллекторного тока к эмиттерному называется коэффициентом усиления транзистора по току: 
Базовый ток равен разности между эмиттерным и коллекторным токами: 
Величина β называется коэффициентом усиления по току в схеме с общим эмиттером.
Существуют три схемы включения транзистора (рис. 20): схема с общей базой, схема с общим эмиттером и схема с общим коллектором. В данной работе предусмотрено испытание первой схемы.
Основными характеристиками транзистора, включенного по схеме с общей базой, являются входная характеристика, выражающая зависимость тока эмиттера от напряжения при постоянном напряжении коллектора (рис. 4, а), и выходная характеристика, показывающая зависимость тока коллектора от напряжения на нем при постоянном токе эмиттера.
Рис. 20 - Схемы включения транзисторов:
а – с общей базой, б – с общим эмиттером, в - с общим коллектором.
Рис. 21 - Характеристики транзистора в схеме с общей базой:
а — входная характеристика, б — выходная характеристика
Оборудование и аппаратура
Германиевый транзистор, вольтметры постоянного тока, миллиамперметр, потенциометр на 1 ком, ключ на 5 а
Порядок выполнения работы
Снятие входной характеристики производится при двух фиксированных значениях напряжения коллектора: Uк1 = 0В, Uк2 = 30В.
1. Собрать схему (рис. 22), тщательно проверить полярность включенных элементов.
2. Включить ключ К 2 и установить реостатом R 2 первое фиксированное напряжение на коллекторе. В процессе работы поддерживать его строго постоянным.
Рис. 22 - Схема соединений приборов для снятия характеристик
3. Включить ключом К1 эмиттерную цепь и реостатам R1 установить различные значения напряжения на эмиттере (6—8 точек) от 0 до +0,2 В.
4. При каждом установленном значении напряжения на эмиттере записать показания всех приборов в табл.
5. Реостатом R2 установить другое фиксированное напряжение на коллекторе и, поддерживая его строго постоянным, повторить операции, указанные в пп. 3 и 4.
6. По данным табл. начертить кривые зависимости
Iэ = f (Uэ), при Uк1 и Uк2.
Снятие выходной характеристики производится при двух фиксированных значениях тока эмиттера.
1. Включить ключом К2 коллекторную цепь транзистора.
2. Включить ключом К1 эмиттерную цепь транзистора. Установить реостатом R1 первое фиксированное значение тока эмиттера. В процессе работы поддерживать его строго постоянным.
3. Реостатом R2 устанавливать различные значения напряжения на коллекторе (5—6 точек). Записать в табл. показания приборов при всех значениях.напряжения.
Табл.8.
4. Установить второе фиксированное значение тока эмиттера и, поддерживая его строго постоянным, выполнить операцию. указанную в п.4
5. По данным табл.8 построить график зависимости Iк = f (Uк), при Iэ1 и Iэ2.
Содержание отчета
1. Наименование отчета о лабораторной работе.
2. Технические данные электроизмерительных приборов и оборудования, необходимых для выполнения работы.
3. Электрическая схема измерений.
4. Табл.8 с измеренными величинами.
5. Графики зависимостей: 
Ответить устно на следующие вопросы
1. По какому принципу работает транзистор?
2. Почему ширина базовой области должна быть как можно меньше?
3. Какие существуют типы транзисторов?
4. В каком состоянии должен быть коллекторный переход - закрытом или открытом? Почему?
5. Какие носители заряда образуют коллекторный ток для транзисторов типа р - п - р и какие для транзисторов п - р -n?
6. Что означает коэффициент усиления транзистора по току?
7. Какие существуют схемы включения транзисторов?
8. Где применяются транзисторы?
9. Поясните вид входных характеристик транзистора.
10. Поясните вид выходных характеристик транзистора.
