Аналоговая схемотехника. Часть 1: Методические указания к лабораторным работам, страница 5

Из полученного характеристического треугольника определяют все значения, необходимые для расчета h₂₂ и h₂₁:

(4.3)

(4.4)

В рабочей точке А на выходных характеристиках (рис. 4.5, б) определяют параметры h₂₂ и h₂₁:

(4.5) (4.6)

Аналогично можно определять h-параметры для схемы с ОБ.

4.2. Порядок выполнения работы

1) Снять и построить семейство входных характеристик типа n-p-n транзистора KT801A в схеме с ОЭ I_б = f(U_б-э) для U_к-э = 0, 5 и 10 В. Для этого соб-рать схему, приведенную на рис. 4.6, а.

а	б
Рис. 4.6. Схемы исследования ВАХ транзисторов: а – с ОЭ; б – с ОК

Прежде чем снимать входные характеристики, оцените, какие значения тока коллектора можно допускать при U_к-э = 5 и 10 В. При снятии входных характеристик значения тока коллектора не записываются в таблицу, однако контролировать этот ток необходимо. Обязательно должно выполняться нера-венство:   I_кU_к-э_≤_P_{к max}, где P_{к max} – максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором транзистора.

При определении входных характеристик не выдерживается постоянство температуры кристалла транзистора, чем больше значения I_к и U_к-э, тем большая мощность выделяется в транзисторе, следовательно, тем больше будет температура кристалла. Входная характеристика при U_к-э = 10 В должна располагаться несколько правее относительно характеристики, снятой при U_к-э = 5 В, и достаточно близко к ней, но так как при U_к-э = 10 В мощность на коллекторе увеличивается и температура кристалла становится выше, то происходит смещение входной характе-ристики влево, в результате чего характеристики для U_к-э = 5 и 10 В могут пере-сечься. Для снятия входных характеристик необходимо увеличивать U₁ и записывать значения U_б-э и I_б, при этом значение U_б-э должно находиться в пределах 0_–_800_мВ. Результаты измерений записать в табличной форме и           построить по ним семейство входных характеристик.

2) Снять и построить семейство выходных характеристик транзистора I_{к_}=_f(U_к-э) в схеме с ОЭ при I_б = const. Для этого следует задаться несколькими дискретными значениями тока базы и, постепенно увеличивая напряжение U₂, записывать значения I_к и U_к-э.

Значение тока базы в процессе измерений необходимо поддерживать неизменным. Результаты записать в табличной форме, по ним построить се-мейство выходных характеристик транзистора.

3) Снять входные характеристики транзистора I_э-б = f(U_к-б) в схеме c ОК при U_к-э = const. Для этого собрать схему (рис. 4.6, б) и выполнить измерения, указанные в п. 1.

4) Снять входные характеристики транзистора в схеме с ОК. Данные занести в таблицу, по ним построить семейство характеристик.

5) Определить графоаналитическим методом h-параметры транзистора.

4.3. Содержание отчета

1) Схемы цепей, исследуемых в экспериментах.

2) Паспортные данные транзистора КТ801А.

3) Заполненные таблицы и графики, полученные при выполнении исследований (см. п. 1 – 5 подразд. 4.2).

4) Расчетные формулы и значения параметров транзистора.

5) Выводы по результатам исследований.

4.4. Контрольные вопросы

1) Каково устройство и принцип действия БТ?

2) Какие характеристики и параметры БТ являются основными?

3) Какова физическая сущность h-параметров?

4) В чем преимущества и недостатки схем включения транзистора?

5) В чем заключается графоаналитический метод определения параметров транзистора?

Лабораторная работа 5

ИССЛЕДОВАНИЕ  ПОЛЕВОГО  ТРАНЗИСТОРА

С  УПРАВЛЯЮЩИМ  ПЕРЕХОДОМ

Цель работы: изучение устройства и принципа действия полевого транзистора (ПТ) с управляющим p-n-переходом, измерение его статических характеристик и определение параметров ПТ.

Оборудование: универсальный лабораторный макет, осциллограф, генератор синусоидальных колебаний, транзистор КП103К (с управляющим переходом и каналом p-типа).

5.1. Теоретические сведения

Полевым транзистором называют полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении током основных носителей заряда в канале электрическим полем. Существуют два типа ПТ: с управляющим p-n-переходом и изолированным затвором (МОП). В зависимости от типа электропроводности канала различают полевые транзисторы с каналом p- или n-типа.

Практическое применение получили два типа статических характеристик: выходные (стоковые) и прямой передачи (сток-затворные). Указанные характеристики для полевого транзистора с управляющим переходом и каналом p-типа приведены на рис. 5.1. 

Свойства полевых транзисторов характеризуют ряд параметров, в том числе крутизна характеристики:

при ,

(5.1)

которая определяет наклон статической сток-затворной характеристики в заданной точке. Крутизна S имеет максимальное значение 0,2 – 10 мА/В при     U_з-и_=_0.

а	б
Рис. 5.1. Выходные характеристики (а) и характеристика прямой передачи (б) полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа

К числу основных параметров ПТ относят напряжение насыщения U_{с-и нас} (напряжение между стоком и истоком, начиная с которого ток стока I_с почти не изменяется), напряжение отсечки U_отс (напряжение U_с-и, при котором I_с = 0) и крутизну S = ΔU_з-и/Δ I_с.

ПТ имеют следующие основные свойства: низкий уровень собственных шумов; высокие входное сопротивление, экономичность (транзистор управляется не током, а напряжением); возможность использования МОП ПТ для      построения высокоэкономичных интегральных схем с большой степенью ин-теграции; меньшая, чем у БТ, зависимость параметров от температуры полупроводникового прибора.

5.2. Порядок выполнения работы

1) Снять и построить семейство выходных (стоковых) характеристик. Для этого собрать схему, приведенную на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема исследования полевого транзистора