- •Лабораторная работа №201 Исследование характеристик полупроводниковых диодов
- •Порядок выполнения
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Электронно- дырочный переход и его применение Электронно-дырочный переход и его вольт-амперная характеристика
- •Полупроводниковые диоды и их характеристики
- •Выпрямительные диоды
- •Импульсные диоды
- •Высокочастотные диоды
- •Туннельные диоды
- •Варикапы
- •Светодиоды
- •Фотодиоды
- •Оптопары
- •Магнитодиоды
- •1. Исследование статических характеристик транзистора,
- •2. Исследование усилительных свойств транзистора
- •3.Экспериментальное исследование усилителя
- •4. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Виртуальный эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование статических характеристик транзистора,
- •2. Исследование усилительных свойств транзистора
- •3. Исследование усилителя с емкостной связью по схеме с оэ
- •4. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Биполярный транзистор Структура, принцип действия, статические характеристики
- •Графический анализ процесса усиления электрического сигнала на биполярном транзисторе
- •Эквивалентные схемы биполярного транзистора
- •Частотные свойства транзистора
- •Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ
- •Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Полевые транзисторы
- •Полевые транзисторы с управляющим - переходом
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Дифференциальные параметры и эквивалентная схема полевого транзистора
- •Усилительные свойства полевых транзисторов
- •3. Определение дифференциального коэффициента усиления
- •4. Измерение входного сопротивления
- •5. Измерение выходного сопротивления
- •6. Исследование амплитудно-частотной и фазовой характеристик оу
- •7. Исследование переходной характеристики
- •Расчетное задание
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •2. Определение напряжения смещения нуля операционного усилителя
- •3. Измерение входных токов смещения и разности
- •4. Определение значения входного сопротивления оу
- •5. Определение значения выходного сопротивления оу
- •6. Измерение коэффициента ослабления синфазного сигнала
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Общие сведения об операционных усилителях
- •Основные параметры операционных усилителей
- •Основные характеристики операционного усилителя
- •Параметры операционных усилителей 140уд7 и 140уд8
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Усилители постоянного и переменного напряжения
- •Идеальный операционный усилитель
- •Инвертирующий усилитель постоянного тока
- •Усилитель с емкостной связью
- •Сведения о конденсаторах и резисторах широкого применения
- •2. Исследование генератора с фазовращающей цепью
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование генератора с цепью нулевого фазового сдвига
- •2. Исследование генератора с фазовращающей цепью
- •Генератор с цепью нулевого фазового сдвига
- •Генератор с фазосдвигающей цепью
- •1. Исследовать работу компаратора
- •2. Исследование работы триггера Шмидта
- •3. Исследование работы симметричного мультивибратора
- •4. Исследование работы несимметричного мультивибратора
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Виртуальный эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование работы компаратора
- •2. Исследование работы триггера Шмидта
- •3. Исследование работы симметричного мультивибратора
- •4. Исследование работы несимметричного мультивибратора
- •5. Исследование одновибратора
- •6. Исследование схемы генератора линейно изменяющихся напряжений
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Импульсные схемы на операционных усилителях
- •Компараторы
- •Триггер Шмидта
- •Мультивибратор на основе оу
- •Одновибратор
- •Генераторы линейно изменяющегося напряжения
Эквивалентные схемы биполярного транзистора
Графический метод расчета громоздкий, неточный исключает возможность аналитического анализа, используется для наглядного представления положения рабочей точки. Аналитический расчет производится только для переменных составляющих напряжений и токов. В этом случае транзистор заменяется эквивалентной схемой, которая представляет собой схему, состоящую из линейных пассивных и активных элементов. Эта схема справедлива только в режиме малого сигнала, т.е. когда связь между приращениями токов и напряжений линейна.
Существует два вида эквивалентных схем: физическая, отражающая процессы, протекающие в транзисторе, и формальная, в которой транзистор представляется в виде четырехполюсника.
Физическая эквивалентная схема составляется для переменных токов и напряжений, но при условии, что эмиттерный переход находится под прямым напряжением, а коллекторный переход - под обратным напряжением, а амплитуды сигналов таковы, что транзистор работает в линейном режиме.
Широко применяется Т – образная эквивалентная схема (рис.18)
Рис.18. Физическая эквивалентная схема биполярного транзистора
В этой схеме обозначено:
- дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода включенного в прямом направлении. Обычно составляет несколько десятков Ом.
- дифференциальное сопротивление коллекторного перехода, включенного в обратном направлении. Обычно составляет несколько сотен килом.
- объемное сопротивление базовой области. База выполняется с минимальной примесью, поэтому её сопротивление составляет порядка нескольких сотен Ом.
- дифференциальный коэффициент передачи по току при схеме включения с ОБ.
- емкость эмиттерного перехода, носит диффузионный характер, часто влияние этой емкости не учитывают, даже на сравнительно высоких частотах, т.к. она шунтирована малым сопротивлением .
- емкость коллекторного перехода является барьерной емкостью, она оказывает сильное влияние на частотные свойства транзисторов.
Наибольшее распространение получила формальная эквивалентная схема, т.к. формальные параметры легко измеряются и приводятся в справочниках.
Формальная эквивалентная схема строится на представлении биполярного транзистора в виде четырехполюсника(рис.19).
Рис.19. Эквивалентная замена транзистора четырехполюсником
Если за зависимые переменные принять и , то их можно выразить через независимые переменные в виде уравнений
,
Значение – параметров можно определить, проведя опыт короткого замыкания на выходе и опыт холостого хода на входе.
Опыт короткого замыкания на выходе , тогда из системы уравнений следует
- входное сопротивление транзистора при схеме включения ОЭ;
- коэффициент передачи по току при схеме включения ОЭ.
Опыт холостого хода на входе , тогда из системы уравнений следует
- коэффициент внутренней обратной связи при схеме включения с ОЭ;
- выходная проводимость при схеме включения с ОЭ.
На основе приведенных уравнений можно построить эквивалентную схему транзистора в системе -параметров при включении с ОЭ (рис.20).
Рис.20. Эквивалентная схема транзистора при включении с ОЭ
На практике численные значения параметров, если они не приведены в справочниках, определяют по статическим характеристикам транзистора. Параметры зависят от схемы включения транзистора, что отмечается третьим индексом "э", "б" или "к", соответственно, для схем с ОЭ, ОБ или ОК. Покажем, как это делается, на примере схемы с ОЭ.
Параметры и определяют по входным характеристикам транзистора (рис.21).
Рис.21. Определение - параметров по входной характеристике
В точке строят характеристический треугольник. При перемещении из точки в точку напряжение , т.е. , а входное сопротивление равно отношению катетов характеристического треугольника
.
Коэффициент внутренней обратной связи находится при ( ), что соответствует переходу из точки в точку
,
где .
Параметры и определяют по выходным характеристикам транзистора (рис.22).
Рис .22. Определение - параметров по выходным характеристикам
Для того, чтобы в точке определить параметр , строят характеристический треугольник . Тогда катетами треугольника будут приращения напряжения и тока , при выполнении условия . Численное значение параметра определяют по формуле:
Для определения параметра через точку проводят вертикальную линию, которая пересекает две соседних выходных характеристики. Отрезок пропорционален приращению тока , а приращение тока базы равно разности токов, при которых сняты выходные характеристики, то есть , при этом . Следовательно,
,
где - .