Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Приборостроительный факультет

Кафедра ЦРТС

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №3

«Измерение и исследование статических ВАХ и параметров биполярных транзисторов»

Выполнили

студенты группы ПС-205

Судомир Д.Ю.

Тютиков А.А.

“____”_________2012г.

Проверил

Баранов В. К.

“____”_________2012г.

Челябинск

2012 г.

Цель лабораторной работы

Целью лабораторной работы является закрепление теоретических знаний о физи­ческих принципах работы и определяемых ими характеристиках и параметрах биполярных транзисторов путем экспериментального исследования их с по­мощью измерительных средств программного комплекса MultiSim на ПЭВМ.

Задачи лабораторной работы

К задачам лабораторной работы относятся:

• освоение методов экспериментального ручного и автоматического измере­ний вольт-амперных характеристик и параметров биполярных транзисто­ров и методов их исследования с помощью моделирования на ПЭВМ;

• измерение и исследование на ПЭВМ характери­стик и параметров биполярных транзисторов разного типа, их сопоставле­ние, физическое обоснование, анализ соответствия теоретически опреде­ляемым характеристикам и параметрам.

Ход Работы

При выполнении работы были использованы следующие схемы:

Схема измерения статических характеристик биполярного транзистора в схеме с общей базой:

Схема измерения статических характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером:

Характеристика транзистора с общей базой

Как известно, для схемы с ОБ задаются ток эмиттера и коллекторное напряжение. Поэтому характеристиками схемы ОБ называют функции I_K=f₁(I_Э, U_K) и U_Э=f₂(I_Э, U_K) [или I_Э=f(U_Э, U_K)], представленные семействами кривых. Оба семейства легко получаются из формул (4) и записываются в виде

(2.4)

Семейство выходных (или коллекторных характеристик) приведено на рис.2., а семейство входных (или эмиттерных) характеристик - на рис.3. Второе семейство приведено в виде зависимостей I_Э=(U_Э, U_K).

Рис.2 Статические выходные характеристики транзистора (ОБ)

Рис.3. Входные статические характеристики транзистора (ОБ)

Из рис.2. видно два резко различных режима работы транзистора: нормальный активный режим, соответствующий обратным напряжениям на коллекторном переходе (первый квадрант) и режим двойной инжекции или насыщения, соответствующий прямым напряжениям на коллекторном переходе (второй квадрант). Активный режим характерен для усилительных схем, а режим насыщения – для ключевых (импульсных схем).

Для активного режима формулы (6) упрощаются, т.к. при U_K3_T исчезают экспоненциальные члены. Если, кроме того, пренебречь током I_K0 и величиной (1-_N), то получаем:

(2.5)

Из выражений (7) следует, что

• В активном режиме коллекторное напряжение не влияет ни на выходную – коллекторную, ни на входную – эмиттерную характеристики.

• в рабочем диапазоне токов напряжение U_Э остаётся почти неизменным; его можно считать параметром транзистора (для кремниевых транзисторов U^0.7В). Температурная зависимость эмиттерного напряжения составляет для кремниевых транзисторов от – 1.5 мВ/ ^С до -2мВ/ ⁰С.

• заметное уменьшение коллекторного тока, обусловленного встречной инжекцией со стороны коллектора, наступает при достаточно большом прямом напряжении на переходе. Это объясняется тем, что практическое отпирание коллекторного перехода наступает лишь при прямых напряжениях (0.4 – 0.6 В).

Входная характеристика.

Таблица 1.

Т° С		IЭ , мА	0	1	2	5	10	20	30	50	100
20	UКБ =0В	UБЭ , В	0	999.997	2000	5000	10000	20000	30000	50000	100000
	UКБ =5В	UБЭ , В	-974.932	-974.918	-974.904	-974.869	-974.795	-974.657	-974.519	-974.24	-973.571
	UКБ =10В	UБЭ, В	-997.141	-997.135	-997.129	-997.11	-997.08	-997.018	-996.324	-996.185	-995.886
50	UКБ =10В	UБЭ , В	-978.52	-978.513	-978.506	-978.486	-978.453	-978.386	-978.319	-978.184	-977.844

20°С, 5В: