Измерение параметров транзисторов. Биполярные транзисторы., страница 2

Во многих простых измерительных приборах при измерении значений прямых и обратных токов коллектора и эмиттера (рис.1) в цепях измерения не стоят токоограничительные резисторы, что может отрицательно сказаться как на проверяемом транзисторе, так и на индикаторе РА1 в случае неисправного транзистора. Кроме того, в описаниях этих приборов не оговаривается, что при измерениях параметров, ров I_КБ0, I_ЭБ0, эти измерения необходимо производить достаточно длительное время (около 30 с). Длительность времени измерения связана с тем, что значение и устойчивость тока I_ЭБ0 позволяют судить об исправности эмиттерного перехода транзистора, а ток I_КБ0 характеризует температурную стабильность и надежность работы транзистора, а также устойчивость его параметров во времени. Токи I_ЭБ0 и I_КБ0 при их измерениях не должны изменяться ("плыть"). В противном случае это может говорить о неисправности транзистора. Ток I_КБ0 не должен превышать 30 и 500 мкА для НЧ-транзисторов малой и большой мощности соответственно и 5 мкА – для ВЧ-транзисторов.

Схема измерения I_КБ0, I_ЭБ0 приведена на рис.6. Резистор R1 ограничивает ток через амперметр до значения тока полного отклонения (I_u) в случае короткого замыкания переходов транзистора.

Резистор R1 должен иметь сопротивление:

Отклонение стрелки прибора до конца шкалы будет являться признаком пробоя р-n рехода, а отсутствие показаний – обрыва этой цепи.

Коэффициент передачи тока можно определить по схеме рис. 7, работающей по методу нуля.

В схеме на транзисторе VT1 собран генератор частоты 1 кГц. Выходное напряжение генератора подводится к проверяемому транзистору, включенному схеме с общей базой (ОБ). На рис. 8 показана главная часть схемы. Эмиттерная и коллекторная цепи проверяемого транзистора соединены друг с другом через резистор R1 (R4 на  рис.7). В левом контуре течет ток I в правом – αI. Ток через резистор равен разности между этими токами:

Теперь определим падение напряжения на обеих частях резистора R1 (R1_a и R1_b):

Вращением ручки движка резистора R1 добиваются равенства падений напряжений на R1_a и R1_b:

при этом звуковой тон в телефоне пропадает. Отсюда коэффициент передачи тока равен:

В схему рис.7 для растяжки диапазона включен резистор R3. Поэтому при определении значения коэффициента передачи тока нужно пользоваться формулой:

При расчетах схем иногда необходимо знать h-параметры транзисторов:

- h₁₁ – входное сопротивление. Представляет собой входное сопротивление транзистора переменному току при коротком замыкании на выходе;

- h₁₂ – коэффициент обратной связи по напряжению. Показывает, какая доля выходного переменного напряжения передается на вход транзистора вследствие обратной связи в нем.

- h₂₁ – коэффициент передачи тока. Показывает усиление переменного тока транзистором в режиме работы без нагрузки.

- h₂₂ – выходная проводимость. Представляет собой внутреннюю проводимость для переменного тока между выходными зажимами транзистора.

Необходимо помнить, что h-параметры определяются для малых сигналов, поэтому использование их для больших сигналов дает значительные погрешности. В справочниках обычно ограничиваются только указанием параметра h_21Э, который имеет большой разброс. Индекс после наименования параметра показывает, что этот параметр определяется для схемы с общим эмиттером.

Схема измерения параметра h_11Б показана на рис.9.     

На измеряемый транзистор VTX (типа р-n-р) и эталонный резистор R2 подается сигнал частотой 1 кГц с выхода генератора G. Падение напряжения на них измеряют милливольтметром. Параметр h_11Б рассчитывается по формуле:

Выход транзистора закорачивается при помощи электролитического конденсатора достаточно большой емкости С2.

Схема измерения параметра h_12Б показана на рис.10. Определяется он как отношение напряжений. К коллектор транзистора через трансформатор Т1 подводится сигнал с выхода генератора G. Измеряют напряжение между эмиттером и базой U1, а также часть (1/10000) напряжения генератора U2. Параметр h_12Б определяют формуле:

Параметр h_21Б измеряется по схеме, показанной рис.11. При закороченной цепи коллектора измеряют напряжение на резисторе R5 в цепи базы (U1). Это напряжение пропорционально току базы, затем измеряют часть (1/10000) напряжения генератора (U2). Расчет проиводится по формуле:

Параметр h_22Б измеряется по схеме рис.12 при закороченном входе. С помощью милливольтметра измеряют напряжение U2, равное 1/1000 напряжения генератора, и U1, которое порционально току I2. Вход закорачивается с помощью конденсатора достаточно большой емкости. Расчет изводится по формуле:

Данные трансформатора Т1 и катушки L1 для схем рис.10 и 12 следующие: Т1 намотан на ферритовом сердечнике с магнитной проницаемостью μ=2000. Число витков обмоток – по 2500, провод – ПЭВ 0,1. Контур L1, СЗ (L1, С2) должен быть настроен на частоту генератора (1 кГц). При индуктивности L1 равной 100 мГн, емкость конденсатора должна быть равной 0,253 мкФ.