Исследование биполярных транзисторов: Методические указания и задания на лабораторную работу № 5

Лабораторная работа № 5.

Биполярные транзисторы.

1. Схемы включения

Различают три схемы включения биполярных транзисторов (рис. 1):

·  с общей базой (ОБ),

·  с общим эмиттером (ОЭ),

·  с общим коллектором (ОК).

ОБ                                          ОЭ                                            ОК

Рис. 1. Основные схемы включения транзисторов

2. Характеристики

На практике чаще всего используются два семейства ВАХ транзисторов - входные и выходные.

Входные характеристики определяют зависимость входного тока (базы или эмиттера в зависимости от способа включения транзистора) от входного напряжения при фиксированных значениях выходного напряжения.

Выходные характеристики определяют зависимость выходного тока от выходного напряжения при фиксированных значениях входного тока (базы или эмиттера в зависимости от способа включения транзистора).

Входные и выходные характеристики транзисторов используются для расчета цепей смещения и стабилизации режима, расчета конечных состояний ключевых схем (режима отсечки, насыщения).

3. Входные характеристики

Входные характеристики имеют вид, аналогичный характеристикам диодов: ток экспоненциально возрастает с увеличением входного напряжения.

При повышении и понижении температуры входные характеристики смещаются в сторону меньших и больших входных напряжений соответственно.

4. Выходные характеристики

Особенностью выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОБ, является слабая зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-база Uкб. При больших напряжениях Uкб происходит пробой коллекторного перехода. При увеличении температуры выходные характеристики смещаются в сторону больших токов из-за увеличения обратного тока Iко.

У транзистора, включенного по схеме с ОЭ, ток коллектора более сильно зависит от напряжения коллектор-эмиттер. Резкое возрастание тока коллектора начинается при меньшем коллекторном напряжении, чем для включения транзистора по схеме с ОБ. При повышении температуры выходные характеристики значительно смещаются в сторону больших токов, их наклон сильно увеличивается.

5. Исследования ВАХ

Схема для исследования ВАХ транзистора p-n-p типа в схеме с ОБ показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема для исследования ВАХ биполярного транзистора (схема с ОБ)

Семейство входных ВАХ Ie=f(Ueb) снимается при фиксированных значениях Ukb путем изменения тока Ieи измерения Ueb.

Семейство выходных ВАХ Ik=f(Ukb) снимается при фиксированных значениях Ie, путем изменения напряжения Ukb и измерения Ik.

6. Коэффициента передачи по току

Модуль коэффициента передачи по току |Н21э|=Iк/Ib и |Н21б|=Iк/Ie рассчитывается по показаниям амперметров.

7. Задание на лабораторную работу

1. С помощью схемы (рис. 2) получить семейство входных характеристик транзистора при значениях Ukb от 0,5 до 10 В и семейство выходных характеристик при Iе от 1,5 до 10 мА. Для транзисторов n-p-n типа изменить полярность источников тока и напряжения.

2. Сохранить измеренные значения в таблице Excel. Построить характеристики.

3. Проверить справедливость утверждения, что при Ukb=3... 5 В влияние этого напряжения на входную характеристику ничтожно мало.

4. Изменить схему включения транзистора на схему с общим эмиттером и получить семейство выходных характеристик при I_б  от 100 до 500 мкА

3. Рассчитать модуль коэффициента передачи тока для двух схем и сравнить полученные значения.

Контрольные вопросы

1.  Устройство и работа биполярного транзистора.

2.  Схемы включения биполярных транзисторов.

3.  Основные характеристики и параметры биполярных транзисторов.

4.  Малосигнальные параметры транзисторов и параметры для больших сигналов.

5.  Параметры предельных режимов биполярных транзисторов.