Исследование характеристик биполярного транзистора, определение его параметров, а также расчет однокаскадного усилителя и исследования его характеристик

 Балаковский Институт Техники  Технологии и Управления

Вечерне-заочный факультет

Кафедра  УИТС

Протокол измерений к лабораторной работе №2.

«Биполярный транзистор»

Выполнили: студентки гр. УИТ-32 в

Бетуганова О.М.

Дитюк Е.М.

Прожерина А.Н.

Агафонкина А.П.

Проверил: кандидат физ.-мат. наук,

доцент Коптенко В.И.

Балаково 1999 г.

«Биполярный транзистор» 

I.  Цель работы.

Исследование характеристик биполярного транзистора, определение его параметров, а также расчет однокаскадного усилителя и исследования его характеристик.

II.  Описание установки и обоснование выбора ее элементов.

транзистор МП-25Б ;

резисторы R₁=1,5 кОм ; R₂=6,8 кОм (переменный); R₃=3,4 кОм (переменный);

источник питания с пределом измерения 10 В;

амперметр  Ц4342-класс точности 2,5;

вольтметр Ц4342-класс точности 2,5.

рис.1. Принципиальная электрическая схема.

1.Собираем схему на рис.1.

2.Устанавливаем напряжение коллектора  U_K=2 В.

2.1 Устанавливаем некоторый ток базы I_Б.

2.2 Снимаем значение тока коллектора  I_K.

2.3 Результат заносим в таблицу

2.4 Повторяем пункты  2.1-2.3  для напряжения коллектора  U_K=4,6,8,10В.

3. Устанавливаем напряжение коллектора  U_K=2 В.

3.1 Устанавливаем некоторое напряжение базы U_Б .

3.2 Снимаем значение тока базы I_Б.

3.3 Результат заносим в таблицу

3.4 Повторяем пункты  3.1-3.3  для напряжения коллектора  U_K=4,6,8,10В.

4. Устанавливаем ток базы  I_Б=0 мкА.

4.1 Устанавливаем некоторое напряжение коллектора U_К .

4.2 Снимаем значение тока коллектора I_К.

4.3 Результат заносим в таблицу

4.4 Повторяем пункты  4.1-4.3  для тока  базы  I_Б=20,40,60,80,100 мкА.

III. Результаты измерений.

Таблица 1

UК,B	2	4	6	8	10	IК,мкА
IК,мА	0,39	0,5	0,5	0,680	0,690	10
	0,81	0,9	1	1,1	1,1	20
	1,2	1,3	1,4	1,6	1,5	30
	1,7	1,8	1,8	1,9	2	40
	2,1	2,2	2,3	2,5	2,5	50
	2,5	2,7	2,9	3	3,1	60
	3	3	3,3	3,4	3,6	70
	3,5	3,6	3,9	3,9	4,2	80
	3,9	4,1	4,2	4,2	4,3	90
	4,2	4,4	5,1	5,2	5,2	100

Зависимость:     I_К = f (I_Б)   при  U_K=2;4;6;8;10  B (таб.1)

Таблица 2

UБ,B	0	0,15	0,16	0,17	0,18	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0 24    U,B
IК,мА	-3	50,3	60,5	70,2	80,7	90,1	1004	1106	1203	130,3	140 5    2
	-3,4	50,5	603	70,1	80,3	90,2	1006	1108	1202	130 7	140 7    4
	-4,2	50,5	60,3	70,6	80,2	90,4	1002	1103	1206	130 8	140 5     6
	-5,5	50	60,4	70,5	80,5	90,2	1004	1103	1205	130,7	140 8     8
	-6	50,5	60	70,3	80,4	902	100	1106	1206	130,6	140 6    10

Зависимость:   I_Б = f (U_Б)   при  U_К =2;4;6;8;10  B (таб.2)

Таблица 3

IК,мкА	0	20	40	50	60	80	100          U , B
IК,мА	0	0,85	1,1	1,65	2,2	3,37	4,15          1
	0	0,89	1,7	2,1	2,5	3,5	4,1            2
	0	0,893	1,77	2,2	2,63	3,55	4,34         3
	0	0,9	1,8	2,255	2,71	3,61	4,4           4
	0	0,947	1,84	2,31	2,84	3,74	4,5           5
	0	1	1,91	2,42	2,93	3,9	4,7           6
	0	1,1	1,95	2,45	2,96	3,97	4,9           7
	0	1,2	1,97	2,485	3	4	5,1           8
	0	1,1	2,1	2,6	3,1	4,1	5,3           9
	0	1,2	2,1	2,65	3,2	4,2	5,42

Зависимость :  I _к = f(U_к ) при  I_Б  =0;20;40;50;60;80;100 mkA (таб.3)

Рисунки.

Зависимость : I _к = f ( I_Б )

Зависимость: I_Б = f (U_Б)

Зависимость: I_к = f (U_к)

IV. Определение параметров транзистора.

Таблица 4

IБ ,mkA	55,8	9,8	10,3	9,6	10,2	9,8	10,1	10,3	10,2	9,7       9,6
UБ-эб,B	0,15	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01    0,01
h11, Oм	2688	1020	970	1041	980	1020	990	970	980	1030  1041

h₁₁ = f (U_Б)  при Uк = 6 B (таб. 4)

Таблица 5

IБ, mkA	15	25	35	45	55	65	75	85	95
Ik, mA	0,5	0,4	0,4	0,5	0,6	0,4	0,6	0,3	0,9
h21	50	40	40	50	60	40	60	30	90

h₂₁ = f ( I_Б)  при U_К=6 B (таб.5)

Таблица 6

IБ, mkA	50	50	50	50	50	50	50	50	50
Uk, B	1,5	2,5	3,5	4,5	5,5	6,5	7,5	8,5	9,5
h22,  См	0,45	0,10	0,055	0,055	0,11	0,035	0,030	0,115	0,05
UБ, B

h₂₂ = f (U_К)  при I_Б=50 mkA (таб.6)

V. Расчет однокаскадного усилителя.

Коэффициент усиления по напряжению : К_У =50

R_Н = (h₁₁/h₂₁) * К_У=837,820

Запишем уравнение, описывающее прямую:

E_ИП = U_K + I_K*R_H

Координаты точки для линии нагрузки:

1. U_K = 0 ;  I _KMAX  = E_ИП./ R_H= 11,9 mA

         точка     A(0;11,9).

2. I_K = 0;    U_K = E_ИП =10 B

         точка     B(10;0)

На графике I_K=f (U_K)  при   I_Б=50 mkA по координатам точек  А и В строим нагрузочную  линию, у которой АВ- рабочий участок.

Определим рабочий интервал:   U_K = U_KB – U_KA=9,6–7,1=1,9 B, он

должен соответствовать удвоенной амплитуде переменного сигнала

    U_K=2Ua, чтобы быть неискаженным переменным сигналом

Uа= U_KB  – U_KC =9,6 – 8,65=0,95 B,

 точка С находится   на середине участка АВ.

2Ua = 1,9 = U_K,   условие неискаженного сигнала выполняется.

Из графика   I_K  =f( U_K )   ,найдем U_KC=8,65 B;    I_KC=1,47 mA

       I_K=I_KA – I_KB=2,6 – 0,35 = 2,25 mA

       I_K*R_H = 2Uaвых =1,9 B

Зададим масштаб для I_Б :  1 см : 10mkA,  тогда I_Б =24 mkA

Перейдем к семейству входных характеристик; U_KC = 8,65 B; U_БЭС = 0,12 B

Рассчитаем сопротивление резисторов.

Известно, что  I_Д >>I_БМАХ =1 mkA

R₁ +R ₂  = E _ип/  I_Д =1000 Ом

R₂ =U_Д / I_Д=120 Ом

R₁=9880 Ом