Мощный транзистор НЧ. Методы и схемы для измерения параметров транзистора, страница 5

1.  Погрешности прибора – случайная, мультипликативная, статическая, методическая (s_приб = 0.01∙ I_к).

2.  Погрешности установки нуля – инструментальная, систематическая, аддитивная (D_0а = 5∙10^-9 А).

3.  Погрешности, возникающей при изменении напряжения эмиттер-база на 1 В инструментальная, случайная, аддитивная (s_DUбэ = 0.02 Погрешность установки напряжения приводит к изменению крутизны и, как следствие, к изменению тока эмиттера, а значит и тока коллектора. Пусть изменение крутизны составляет 1 мкА/В, а a = 1, тогда s*_DUбэ=2∙10^-8 А.

Общая систематическая погрешность измерения I_к:

Общая случайная погрешность измерения I_к:

Погрешность измерения I_{к нач} складывается из:

1.  Погрешности прибора – случайная, мультипликативная, статическая, методическая (s_приб = 0.01∙ I_к).

2.  Погрешности установки нуля – инструментальная, систематическая, аддитивная (D_0а = 5∙10^-9 А).

3.  Погрешности установки начальных напряжений смещения складывается из:

-  Погрешности установки напряжения U_БЭ – инструментальная, случайная, аддитивная (s_БЭ = 0.015 В). Погрешность установки напряжения приводит к изменению крутизны входной характеристики и, как следствие, к изменению тока эмиттера, а значит и тока коллектора. Пусть изменение крутизны входной характеристики составляет 1 мкА/В, а a = 1, тогда s*_БЭ=1.5∙10^-8 А.

-  Погрешности установки напряжения U_КБ – инструментальная, случайная, аддитивная (s_КБ = 0.02 В). Погрешность установки напряжения U_КБ практически не приводит к изменению тока коллектора, т. к. транзистор, включенный по схеме с ОБ, является практически генератором стабильного тока.

Общая систематическая погрешность измерения I_{к нач}:

Общая случайная погрешность измерения I_{к нач}:

Систематическая погрешность косвенных измерений:

Случайная погрешность косвенных измерений:

где  – ток коллектора в рабочей точке, S – крутизна в рабочей точке.

Тогда . Таким образом, погрешность измерения крутизны мощного транзистора, включенного по схеме с ОБ, не превышает 3.2%.

2. 6. Напряжения насыщения U_КЭнас.

Рис. 8. Структурная схема измерений.

Напряжение насыщения U_КЭнас можно измерить с помощью измерителя статических параметров Л2-69 при постоянных токах коллектора и базы. Для измерений выберем транзистор 2Т842А, I_к = 5А, I_б = 1 А.

Структура погрешности.

Погрешность измерения  U_КЭнас складывается из:

1.  Погрешность прибора – случайная, мультипликативная, методическая (s_приб = 0.05∙ U_КЭнас).

2.  Погрешность установки I_б – случайная, аддитивная, инструментальная (пусть погрешность установки 1%, тогда s_б = 0.01 А).

По известной зависимости найдем коэффициент для пересчета погрешности установки I_б в погрешность определения U_КЭнас.

Рис. 9. Зависимость напряжения насыщения коллектор-эмиттер от тока базы.

Участок, на котором , можно считать линейным, тогда

Из зависимости видно, что при I_б = 0.9 А U_КЭнас ≈ 0.65, а при  I_б = 1.1 А U_КЭнас ≈ 0.5. Можно вычислить весовой коэффициент:  тогда s^*_б = 0.0075 В.

3.  Погрешность установки I_к – случайная, аддитивная, инструментальная (пусть погрешность установки 1%, тогда s_к = 0.05 А).

По известной зависимости найдем коэффициент для пересчета погрешности установки I_к в погрешность определения U_КЭнас.

Рис. 10. Зависимость напряжения насыщения коллектор-эмиттер от тока коллектора.

Участок, на котором , можно считать линейным, тогда

Можно вычислить весовой коэффициент:  тогда s^*_к = 0.01 В.

Общая случайная погрешность:

Для ГТ403А типовое значение U_КЭнас = 0.6 В, тогда случайная погрешность измерения s_U ≈ 0.028, а погрешность измерения  т. е. не превышает 10%.

III. Полная структурная схема разработанной установки

IV.  Метрологические характеристики выбранных приборов

Вольтметр универсальный В7-37.

·  Сервисный много функциональный прибор.

·  Цифроаналоговый отсчет показаний.

·  Автоматический выбор поддиапазонов измерения.