Моделирование биполярного транзистора в режиме большого сигнала

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Отчет к лабораторной работе  № 5

по электронике

«Моделирование биполярного транзистора

в режиме большого сигнала»

Выполнил:                                                                                                    Проверил:   Разинкин В.П.                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Факультет:    РЭФ

Группа: РТ5-22                                                                                   отметка о  защите:

Студенты:  Могунов Д.В.

Дата: <<       >>          2014г.    

Новосибирск

2014

Цель работы

Изучить методику экспериментального определения параметров транзистора модели Эберса-Молла. Рассчитать входные и выходные характеристики.

Рис. 1. Эквивалентная схема транзистора в модели Эберса-Молла

I_э, I_к, I_б – токи эмиттера, коллектора и базы, соответственно;

I₁, I₂ – инжектируемые токи эмиттерного и коллекторного переходов;

α∙I₁, α_I∙I₂ – собираемые токи эмиттерного и коллекторного переходов;

α – коэффициент передачи тока эмиттера в активном режиме;

α_I – коэффициент передачи тока коллектора в инверсном режиме;

U_эб, U_кб – напряжения на эмиттерном и коллекторном переходах.

1. Экспериментальная часть

1. Снятие зависимости β = ƒ(|U_кэ|)

Рис. 2. Схема экспериментальной установки

U_кэ = -12 В          I_бр = 49 мкА

I_кр = 2 мА         U_бэр `= 0,16 В

Рис. 3. График зависимости  I_к = ƒ(|U_кэ|) при I_б = I_бр = const

Рис. 4. График зависимости  β = ƒ(|U_кэ|) при I_б = I_бр = const

2. Определение обратных токов транзистора

I_кэо = 93 мкА,

U_кэ = -12 В,  β(U_кэ) = 43.265,

               I_кбо =2.101 · 10^-6 А

3. Расчетная часть

3.1. Нахождение аппроксимирующей прямой

43.265 = β₀ + k · 12,                     k = 0.742

 34.082 = β₀ + k · 1;                      β₀ = 34.358

β(U_кэ) = β₀ +k · |U_кэ|

Рис. 6. График аппроксимирующей прямой

3.2. Зависимость α = ƒ(|U_кэ|)

3.3. Значение α_I

Обратный ток эмиттерного перехода

3.4. Коэффициенты уравнений Эберса-Молла

,                ,

,                .

3.5. Семейство входных характеристик I_б = ƒ(|U_бэ|), при U_кэ = const

U_бэ = 0, 0.05, 0.1, 0.15,0.2, 0.25, 0.3 B;  U_кэ = 1, 12 B

Рис. 7. График семейства входных характеристик

3.6. Семейство выходных характеристик I_к = ƒ(|U_кэ|), при I_б = const

,

U_кэ = 0.5, 1, 5, -12 B; I_б = I_бр/2,I_бр, 2I_бр

Рис. 8. График семейства выходных характеристик

R_дин = 2.762 ∙ 10⁴ Ом

3.7. Выходная характеристика I_к = ƒ(|U_кэ|), при I_б = I_бр

без учета эффекта модуляции ширины базы

Рис. 9. График выходной характеристики без учета

модуляции ширины базы

Вывод: в данной работе была изучена методика экспериментального определения параметров транзистора для модели Эберса-Молла, рассчитаны входные и выходные характеристики. Эта модель транзистора широко используется во многих пакетах компьютерного моделирования электрических цепей, т.к. она универсальна, в ней нет ограничений на величину токов и напряжений, с помощью нее моделируются все режимы работы транзистора.