Электронная техника и преобразователи: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 9

В схеме с общей базой входной характеристикой называется зависимость тока эмиттера I_эот входного напряжения U_эб на эмиттерном переходе; ее снимают при постоянном значении напряжения   U_бк между базой и коллектором. На рис. 2.7. приведено  семейство входных характеристик плоскостного триода типа р-n-р. При U_бк = 0 и увеличении напряжения на эмиттерном переходе,  то  есть U_эб> 0, получается характеристика р-n-перехода в проводящем направлении. Величина тока в цепи эмиттера в этом режиме определяется концентрацией основных носителей  зарядов в области   эмиттера  и    базы   и очень   мало   зависит  от  поля  коллектора.  Вследствие   этого значительные   изменения   напряжения на коллекторе вызывают малые изменения эмиттерных характеристик.

Если же к коллекторному переходу приложено напряжение, а в цепи эмиттера напряжение равно нулю, то через эмиттерный переход будет ток не основных носителей заряда. Для прекращения последнего к эмиттерному переходу необходимо приложить обратное напряжение.

Выходной характеристикой в схеме с общей базой называется зависимость выходного тока I_к от напряжения U_кб, ее снимают при постоянном значении входного тока I_э. Семейство характеристик p-n-p транзистора представлено на рис. 2.8. Коллекторный ток зависит от того, какое количество носителей зарядов, инжектируемых эмиттером в базу, достигает коллекторного перехода. Начальные участки характеристик сдвинуты в сторону положительных значений напряжения на коллекторном переходе. Кроме того, они имеют меньшую крутизну, по сравнению с характеристиками в схеме с общим эмиттером. С увеличением напряжения на коллекторе ток сначала  резко  возрастает, а затем его рост замедляется. Объясняется это тем, что   обратный  ток I_ксоздается не основными носителями зарядов, количество которых в полупроводнике невелико. Даже при больших напряжениях U_кбвсе собственные носители используются, а ускоряющее поле коллекторного источника очень слабо влияет на движение в базе носителей тока, инжектируемых эмиттером. В этом случае из эмиттера придут дополнительные не основные носители, большее их   число достигнет коллектора и ток коллектора возрастает.

Характеристика  передачи  по  току  представляет зависимость  I_к = f ( I_э ) при U_кб = const. (рис. 2.9.) Величина тока в цепи коллектора определяется количеством носителей тока, инжектированных эмиттером в базу и дос-тигающих коллектора. Если общий ток  эмиттера I_э, а доля носителей в этом токе, достигающих   коллектора Error! Bookmark not defined. то величина тока коллектора I_к = I_э + I_ко, где I_ко - ток коллектора, обусловленный не основными носителями при I_э = 0, - коэффициент передачи тока или коэффициент усиления по току.

Уравнение является аналитическим выражением характеристики передачи. Обычно рекомбинация инжектируемых в базу носителей невелика, поэтому коэффициент передачи равен 0,9 - 0,95.

При увеличении тока I_эв базе увеличивается плотность объемного заряда неосновных носителей, что приводит к увеличению скорости рекомбинации инжектируемых зарядов. Вследствие этого коэффициент передачи при увеличении тока несколько уменьшается. При увеличении напряжения U_к расширяется коллекторный переход, уменьшается ширина базы и увеличивается количество носителей зарядов, достигающих коллектора, что вызывает увеличения коэффициента передачи.

Практически изменение коэффициента передачи при изменении тока I_эи напряжения U_кнесущественно, поэтому между током коллектора и током эмиттера существует линейная связь, а характеристики передачи близки к прямым. Их можно определить так же по семейству выходных характеристик.

Характеристика обратной связи представляет зависимость U_э= f ( Uк )    при I_э = const(рис. 2.10.). Эти характеристики позволяют сравнивать влияние потенциалов коллектора и эмиттера на ток эмиттера. Пологость характеристик указывает на слабое влияние потенциала коллектора на ток эмиттера. Неравенство расстояний между характеристиками обусловлено нелинейностью входных характеристик. Эти характеристики могут быть получены экспериментально или построением по данным семейства входных характеристик. Наиболее удобными  для расчетов являются входные характеристики и характеристики обратной связи.

В схеме с общей базой входное напряжение U_эбво много раз меньше выходного U_бк, токи же I_эи I_к = I_э примерно одинаковы. Поэтому она позволяет усиливать напряжение примерно в такой же степени, как и схема с общим эмиттером, но усиление тока не происходит. Усиление по мощности у нее в несколько раз меньше, чем в схеме с общим эмиттером. Напряжение на выходе в этой схеме совпадает по фазе с напряжением на входе. Входное сопротивление R_вх = U_эб/ I_э значительно меньше, чем в схеме с общим эмиттером, что создает затруднения при каскадном включении нескольких транзисторов. Это ограничивает применение рассматриваемой схемы в усилителях.

ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

1.  Изучение и опробование схемы.

2.  Снятие входных  статических характеристик транзистора.

3.  Снятие выходных статистических характеристик транзистора.

4.  Построение графиков статистических характеристик:

-  входных;

-  выходных;

-  передачи;

-  обратной связи.

5.  Расчет коэффициентов усиления:

-  по току;

-  по мощности,

-  по напряжению.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Исследование характеристик транзистора.

1.  Органы управления стенда установить в исходное положение: выключатели "220В", "Е1", "Е2/ГИ" - выключено; переключатель "Е2-ГИ" - в положение "Е2", переключатели R1, R2 - в положение "1", регуляторы Е1, Е2 - "0".

2.  Собрать схему рис. 2.11, установить R1=600 Ом, включить питание 220 В, источники Е1, Е2. Сначала проверяется возможность снятия входных характеристик. Для этого постепенно увеличивая подводимое напряжение и наблюдая за показаниями приборов необходимо убедится в работоспособности схемы. При увеличении напряжения U_эбвеличина тока базы I_бдолжна изменятся в пределах, достаточных для снятия входных характеристик транзистора.