Порівняльне дослідження біполярного і польового транзистора (Лабораторна робота № 6)

Лабораторна робота №6

Тема: Порівняне дослідження біполярного і польового транзистора.

Мета: Дослідження підсилюючих властивостей біполярного і польового транзистора.

Виміри коефіциентів підсилення. Дослідження відмін у залежностях вихідного струму від напруги біполярного і польового транзисторів. Вивчення властивостей польового транзистора як опора керуємого вхідною напругою.

Обладнання: Стенд з керованими джерелами напруг, опори, біполярний і польовий

транзистори, блок живлення постійного струму, мультиметри. 

Загальні відомості.

Біполярні і польові транзистори  використовуються для  підсилення сигналів.

Біполярний транзистор має наступні властивості:

-  Зміни струму бази I_b призводять до значних змін струму колектора I_c, або струму емітера I_e.  Коефіціент підсилення струму h= ∆I_c/∆I_b для різних типів транзисторів може змінуватися від 10 до 1000.

-  Вихідний струм колектора I_c, або емітера I_e майже не залежить від напруги колектор-емітер U_ce у широкому диапазоні змін напруг.

-  Напруга база-емітер U_be майже не залежить від струму бази у широкому диапазоні змін струму і складає приблизно 0.4V-0.7V, в залежності від типу транзистора.

Польовий транзистор має наступні властивості:

-  Зміни напруги затвору відносно істоку U_GS призводять до значних змін струму стоку I_D, або струму витоку I_S.  Коефіціент підсилення струму S= ∆I_S/∆U_GS залежить від напруги сток-виток U_DS.

-  Вхідний струм затвору I_G близький до нуля.

-  У визначеному диапазоні напруг сток-виток U_DS струм стоку I_D, або  витоку I_S змінюється пропорційно напрузі сток-істок. Тобто перехід сток-істок поводить себе як опір. Цим опором можна керувати змінюючі напругу затвора.

План роботи

1. Дослідження біполярного транзистора.

1.  Зібрати схему згідно монтажної схеми наведеної на малюнку.  Опір R_b призначено для обмеження максимального струму бази транзистора. Занотувати значення опору

                                                     R_b=

2.  Під’єднати мультиметри (виставити діапазон вимирів одиниці‑–сотні mA)

Увага! Усі зміни у схемі виконувати тільки за від’єднаної напруги блока живлення!

3.  Виставити ручки керування напругами до мінімальних значень (крайнє положення проти годинникової стрілки).

4.  Під’єднати блок живлення.

5.  Виставити напругу E_c  згідно особистого завдання (під’єднати мультиметр між точками E_c і спільна земля).

6.  Змінюючи струм бази I_b за допомогою змін напруги E_b виміряти залежність струму колектора I_c і напруги база-емітер U_be від струм бази I_b. Результати вимирів занести до таблиці.

Таблиця I_b- I_c

Uce
Ib
Ic
Ube

7.  Виставити струм бази I_b згідно особистого завдання для максимальної напруги E_c.

8.  Змінюючи напругу U_ce  за допомогою змін напруги E_c виміряти залежність струму колектора I_c і напруги база-емітер U_be від напруги U_ce. Під час вимирів підтримувати задане значення стуму бази. Результати вимирів занести до таблиці.

Таблиця U_ce - I_c

Ib
Uce
Ic
Ube

9.  Побудувати залежність струму колектора I_c і напруги база-емітер U_be від струм бази I_b.

10.  Побудувати залежність струму колектора I_c і напруги база-емітер U_be від напруги U_ce.

Cтрум колектора I_c і напруга база-емітер U_be        Cтрум колектора I_c і напруга база-емітер U_be

                від струм бази I_b.                                                              від напруги U_ce.

11.  Розрахувати максимальне значення коефіціенту підсилення струму h= ∆I_c/∆I_b за графіком залежності струму колектора I_c від струм бази I_b.

h =

2. Дослідження польового транзистора.

1.  Зібрати схему згідно монтажної схеми наведеної на малюнку.  Опір R_b для цієї схеми не має суттєвого значення.

2.  Під’єднати мультиметри (виставити діапазон вимирів одиниці‑–сотні mA)

Увага! Усі зміни у схемі виконувати тільки за від’єднаної напруги блока живлення!

3.  Виставити ручки керування напругами до мінімальних значень (крайнє положення проти годинникової стрілки).

4.  Під’єднати блок живлення.

5.  Виставити напругу E_D  згідно особистого завдання (під’єднати мультиметр між точками E_D і спільна земля).

6.  Змінюючи напругу затвору U_GS від минімального до максимального значення за допомогою змін напруги E_G переконатися в практичній відсутності струму затвора. Занотувати оцінку для максимального струму затвора I_G

                                        I_G max  ≤

Увага! Під час вимирів не задавати струм стоку більш 100mA, щоб не пошкодити мультиметр і не перегріти компоненти схеми!

7.  Від’єднати блок живлення.

8.  Вилучити мультиметр з кола затвору, замінивши його перемичкою. Під’єднати мультиметр для виміру напруги  затвора U_GS (між точками G і спільна земля).

9.  Змінюючи напругу затвору U_GS від минімального до максимального значення за допомогою змін напруги E_G виміряти залежність струму стоку I_D від напруги затвора U_GS. Результати вимирів занести до таблиці.

Таблиця U_GS – I_D

UDS
UGS
ID

10.  Виставити першу з напруг затвору U_GS  згідно особистого завдання.

11.  Змінюючи напругу U_SD  за допомогою змін напруги E_D виміряти залежність струму стоку I_D від напруги U_SD. Результати вимирів занести до таблиці.

12.  Виставити іншу з напруг затвору U_GS  згідно особистого завдання.

13.  Змінюючи напругу U_SD  за допомогою змін напруги E_D виміряти залежність струму стоку I_D від напруги U_SD для іншої напруги затвору. Результати вимирів занести до таблиці.

Таблиця U_DS – I_D

UGS
UDS
ID
UGS
UDS
ID

12.  Побудувати залежність струму стоку I_D від напруги затвора U_GS.

13.  Побудувати залежність струму стоку I_D від напруги сток-виток U_DS.

  Cтрум стоку I_D від напруги затвору U_GS.                   Cтрум стоку I_D від напруги стоку U_DS.

14.  Розрахувати максимальне значення коефіціенту підсилення S = ∆I_c/∆I_b за графіком залежності струму стоку I_D від напруги затвору U_GS.

S =

15.  Розрахувати еквівалентні опори переходу сток-виток r_DS =∆U_DS/∆I_D для побудованих залежностей струмів стоку I_D від напруги стоку U_DS. Для розрахунків обрату лінійну частину залежностей.

U_DS =          ;   r_DS =

U_DS =          ;   r_DS =