Цель
1 Исследование биполярного транзистора
Анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.
Исследование зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения база-эмиттер.
Получение входных и выходных характеристик транзистора.
Исследование работы биполярного транзистора в режиме отсечки.
Исследование динамического входного сопротивления транзистора.
Определение коэффициента передачи по переменному току.
Краткие сведения из теории Исследуемая схема показана на рис. 1 Статический коэффициент передачи тока определяется как отношение тока коллектора IK к току базы Iб:
Коэффициент передачи тока определяется отношением приращения коллекторного тока к вызывающему его приращению базового тока:
Дифференциальное входное сопротивление rвх транзистора в схеме с общим эмиттером (ОЭ) определяется при фиксированном значении напряжения коллектор-эмиттер. Оно может быть найдено как отношение приращения напряжения база-эмиттер к вызванному им приращению тока базы:
Дифференциальное входное сопротивление Гвх транзистора в схеме с ОЭ через параметры транзистора определяется следующим выражением:
где rБ - распределенное сопротивление базовой области полупроводника, rэ - дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер, определяемое из выражения: rэ = 25/1э, где Iэ - постоянный ток эмиттера в миллиамперах. Первое слагаемое ГБ в выражении много меньше второго, поэтому им можно пренебречь:
Дифференциальное сопротивление Гэ перехода база-эмиттер для биполярного транзистора сравнимо с дифференциальным входным сопротивлением rвхов транзистора в схеме с общей базой, которое определяется при фиксированном значении напряжения база-коллектор. Оно может быть найдено как отношение приращения к вызванному им приращению тока эмиттера:
Через параметры транзистора это сопротивление определяется выражением:
Первым слагаемым в выражении можно пренебречь, поэтому можно считать, что дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер приблизительно равно:
Порядок проведения экспериментов Эксперимент Определение статического коэффициента передачи тока транзистора. а). Открыть файл с10_0011 со схемой, изображенной на рис. 1 Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел "Результаты экспериментов". По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора рос. Результат записать в раздел "Результаты экспериментов".
1 Для удобства снятия характеристик в модели транзистора изменен параметр Forward Beta High-Current Knee Point (Ikf)
б). Изменить номинал источника ЭДС Ев до 2.68 В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел "Результаты экспериментов". По полученным результатам подсчитать коэффициент Bпс. Ответ записать в раздел "Результаты экспериментов". в). Изменить номинал источника ЭДС Ецдо 5 В. Запустить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел "Результаты экспериментов". По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора BDс. Результат записать в раздел "Результаты экспериментов". Затем установить номинал Ек равным 10 В. Эксперимент Измерение обратного тока коллектора. На схеме рис. 10.1 изменить номинал источника ЭДС Eб до О В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора для данных значений тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел "Результаты экспериментов".
а). Открыть файл с10_001 (рис. Установить значение напряжения источника Ек равным 10 В и провести измерения тока базы 1в, напряжения база-эмиттер UБЭ тока эмиттера 1э для различных значений напряжения источника Ев в соответствии с таблицей 10.2 в разделе "Результаты экспериментов". Обратить внимание, что коллекторный ток примерно равен току в цепи эмиттера.
Эксперимент Получение выходной характеристики транзистора в схеме с ОЭ. а). В схеме (рис. 10.1) провести измерения тока коллектора Iк для каждого значения Ек и Ев и заполнить таблицу 10.1 в разделе "Результаты экспериментов". По данным таблицы построить график зависимости 1к от Ек. б). Открыть файл с10_002 со схемой, изображенной на рис. 1 Включить схему. Зарисовать осциллограмму выходной характеристики, соблюдая масштаб, в разделе "Результаты экспериментов". Повторить измерения для каждого значения Ев из таблицы 1 Осциллограммы выходных характеристик для разных токов базы зарисовать в разделе "Результаты экспериментов" на одном графике. в). По выходной характеристике найти коэффициент передачи тока РАС при изменении базового тока с 10 мА до 30 мA, Ек = 10 В. Результат записать в раздел "Результаты экспериментов". Эксперимент Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.
б). В разделе "Результаты экспериментов" по данным таблицы 10.2 построить график зависимости тока базы от напряжения база-эмиттер.
в). По полученной характеристике найти сопротивление rэ при изменении базового тока с 10мА до 30мА. Результат записать в раздел "Результаты экспериментов". г). Найти сопротивление Гэ по формуле rэ = 25 мВ/Iэ, используя значение 1э из таблицы 10.2 при 1в = 20 мA. Результат записать в раздел "Результаты экспериментов".
в). Открыть файл с10_003 со схемой, изображенной на рис. 1 Включить схему. Зарисовать входную характеристику транзистора, соблюдая масштаб, в разделе "Результаты экспериментов". г). По входной характеристике найти сопротивление rвх при изменении базового тока с 10мA до 30 мA. Результат записать в раздел "Результаты экспериментов". Эксперимент Получение входной характеристики транзистора в схеме с общей базой. а). По данным таблицы 10.2, полученным в п.6, построить график зависимости тока эмиттера от напряжения база-эмиттер. 6). Открыть файл с10_004 со схемой, изображенной на рис. 1 Включить схему. Зарисовать осциллограмму полученной характеристики в разделе "Результаты экспериментов".
Результаты экспериментов Эксперимент Определение коэффициента передачи транзистора по постоянному току.
Эксперимент Измерение обратного тока коллектора.
Эксперимент Получение выходной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.
График выходной характеристики транзистора
Таблица 10.1
Осциллограммы входных характеристик транзистора для разных токов базы
Таблица 10.2
Эксперимент Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.
График зависимости тока базы от напряжения база-эмиттер
Осциллограмма входной характеристики транзистора
Эксперимент Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОБ. График зависимости тока эмиттера от напряжения база-эмиттер
Осциллограмма входной характеристики транзистора в схеме с ОБ
От чего зависит ток коллектора транзистора?
Вопросы
Что такое токи утечки транзистора в режиме отсечки?
Зависит ли коэффициент Bцс от тока коллектора? Если да, то в какой степени? Обосновать ответ.
Что можно сказать по входной характеристике о различии между базо-эмиттерным переходом и диодом, смещенном в прямом направлении?
Что можно сказать по выходным характеристикам о зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения коллектор-эмиттер?
Одинаково ли значение rэ при любом значении тока эмиттера?
Одинаково ли значение rвх в любой точке входной характеристики?
Навигация
