Загрузка...исследование биполярного транзистора
Лабораторная работа
Исследование биполярного транзистора
Цель работы
1.Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
2.исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой.
краткие теоретические сведения
Транзистор — это полупроводниковый элемент, имеющий в своем составе как минимум два p-n перехода (p-n-p или n-p-n) и три электрических вывода. Транзисторы бывают биполярными и полевыми.
Биполярным транзистором называют трёхэлектродный полупроводниковый прибор с двумя близкорасположенными электронно-дырочными переходами. Они служат для усиления, генерирования, преобразования и коммутации сигналов и т.д.
ток в биполярном транзисторе определяется движением носителей зарядов двух знаков — отрицательных (электронов) и положительных (дырок). Существует три схемы включения биполярных транзисторов: 1)Схема с общим эмиттером; 2)Схема с общей базов; 3)Схема с общим коллектором. При этом цепи рассматривают только относительно переменного тока. Принцип действия биполярного транзистора любой структуры основан на создании транзисторного (проходящего) потока носителей заряда из эмиттера коллектор через базу и управления этим потоком посредством тока базы. Основные свойства биполярного транзистора определяются процессами в его базе.
Биполярные транзисторы являются ассиметричными приборами, что обеспечивает быстрейшее протекание переходных процессов при переключениях:
1.Эмиттерный электронно-дырочный переход между базой и эмиттером ₁-p по площади меньше коллекторного .
.знак плюс означает, что концентрация примесей в эмиттере в стони раз превышает концентрацию примесей в базе (р).
.Концентрация примесей в коллекторе чуть меньше, чем в эмиттере.
С током эмиттера ток коллектора связан соотношением:
Дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера α, т.е. коэффициент переноса тока из эмиттерной цепи в коллекторную составляет α=0,95 и зависит от частоты сигнала.
каждая схема описывается тремя семействами характеристик:
·Входные характеристики:
·Выходные характеристики:
·Проходные характеристики:
1. Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
Собрать схему согласно рис. 1.
Снятие семейства входных и проходных характеристик транзистора.
Для этого установить с помощью регулятора напряжения источника напряжение между коллектором и эмиттером , изменяя ток базы с помощью регулятора источника напряжения зафиксировать значения напряжения между базой и эмиттером и тока коллектора . Опыт повторить при В и В. Во время опыта всякий раз поддерживать неизменным.
Таблица 1
I б, мкАUкэ=0 ВUкэ=3 ВUкэ=6 ВUбэ, мВIк, мАUбэ, мВIк, мАUбэ, мВIк, мА00,0200,0580,060,0590,060,0250,0950,090,1451,410,1461,440,050,1190,190,1713,150,1733,380,0750,1340,280,195,170,195,570,10,1460,370,2057,180,2037,890,1250,1550,440,2189,350,21410,580,150,1640,520,23111,450,22413,29
По данным таблицы 1 построить семейство входных и проходных характеристик биполярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером. Вид характеристик показан на рис 2, 3.
Входные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером
транзистор биполярный эмиттер электронный
Выходные характеристик биполярного транзистора
Рассчитать значения статического и динамического входного сопротивления транзистора в заданной преподавателем точке входной характеристике транзистора по формулам (1,2)
,(1)
. (2)
рассчитать значения статического и динамического коэффициента усиления транзистора по току в заданной преподавателем точке проходной характеристике транзистора по формулам (3,4)
, (3)
.(4)
мОмRвх. СтRвх.динамRвх. СтRвх.динамRвх. СтRвх.динам0000003,835,83,485,843,482,380,963,421,043,461,081,780,62,530,762,530,681,460,482,050,62,030,521,240,361,740,521,710,441,090,361,540,521,490Сред1,960,822,841,152,81,03Кi ст.Ki динам.Кi ст.Ki динам.Кi ст.Ki динам.0000003,63,656,45457,655,23,846369,667,677,63,73,668,980,874,287,63,73,671,880,478,992,83,52,874,886,884,64107,63,43,276,38488,6108,4Сред3,63,468,575,975,288,2
Для этого с помощью регулятора напряжения источника установить и поддерживая в течении опыта постоянным значение тока базы сначала мА, затеммА, мА и мА, снять зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером, меняя последнее с помощью регулятора напряжения источника . Результаты измерений свести в таблицу 2.
Таблица 2
U кэ, ВIк, мАIб=0, мкАIб=50, мкАIб=100, мкАIб=150, мкА001,990,580,820,50,072,86,5010,3310,072,886,6510,6420,072,996,9111,0430,073,087,1411,5240,073,167,4211,9750,073,247,6712,560,083,328,0113,01
Вид характеристик приведен на рис. 4.Графики семейства выходных характеристик биполярного транзистора.
. Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой.
Собрать схему, согласно рис. 5.
Снять входную и проходную характеристики транзистора.
Для этого установить с помощью регулятора напряжения источника напряжение между коллектором и базой , изменяя ток эмиттера с помощью регулятора источника напряжения зафиксировать значения напряжения между базой и эмиттером и тока коллектора . Опыт повторить при В и В. Во время опыта всякий раз поддерживать неизменным. Результаты измерений свести в таблицу 1.
Таблица №3
I э, мАUкб=0 ВUкб=3 ВUкб=6 ВUбэ, мВIк, мАUбэ, мВIк, мАUбэ, мВIк, мА00,00300,00100,00202,50,1912,470,1862,430,1842,4850,244,990,2334,970,2315,047,50,2877,460,2737,430,2677,46100,3159,650,3089,680,2989,7
Входные характеристики биополярного транзистора,включенного по схеме с общей базой
Проходные характеристики биополярного транзистора,включенного по схеме с общей базой
рассчитать значения статического и динамического входного сопротивления транзистора в заданной преподавателем точке входной характеристике транзистора по формулам (5,6)
,(5)
. (6)
рассчитать значения статического и динамического коэффициента усиления транзистора по току в заданной преподавателем точке проходной характеристике транзистора по формулам (7,8)
.(8)
ОмRвх. СтRвх.динамRвх. СтRвх.динамRвх. СтRвх.динам0000000,0760,0750,0740,0740,0730,0720,0480,0190,0460,0180,0460,0180,0380,0180,0360,0160,0350,0140,0310,0110,0300,0140,0290,012Сред0,0480,0310,0470,0300,0460,029Кi ст.Ki динам.Кi ст.Ki динам.Кi ст.Ki динам.0000000,9880,9880,9720,9720,9920,9920,9981,0080,9941,0161,0081,0240,9940,9880,9900,9840,9940,9680,9650,8760,9680,90,970,896Сред0,9860,9650,9810,9680,9910,97
Снять семейство выходных характеристик транзистора включенного по схеме с общей базой .
Для этого зафиксировав с помощью регулятора источника напряжения тока коллектора и напряжения между базой и коллектором , изменяя последнее с помощью регулятора напряжения источника .
Таблица № 4
Uкб,ВIк,мАIэ=0 мАIэ=1мАIэ=2мАIэ=3 мАIэ=4мАIэ=5мА001,032,043,013,995,0220,0051,042,043,023,995,0340,0051,042,043,0245,0360,0051,042,043,0345,0480,0051,042,053,034,015,04100,0051,042,053,034,015,05
Семейство проходных характеристик биполярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером
Семейство входных характеристик биополярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером
Заключение
В ходе данной работы мы исследовали биполярный транзистор включенный по двум видам схем: с общим эмиттером и с общей базой.