11.1. Лабораторна робота № 13

Дослідження характеристик транзистора (ввімкненого за схемою з загальним емітером)

1. Мета роботи:

1. Зняти вхідні характеристики транзистора

2. Зняти вихідні характеристики транзистора

2. Теоретичні відомості:

Транзистором називається напівпровідниковий прилад з двома р-n переходами, які мають три вивода, використовуються для підсилення потужності та генерування електричних коливань. Суміжні області, відокремлені одна від одної р-n переходами, називаються емітер, база, колектор.

Характеристики транзистора представляють собою залежність між струмами та напругами у вхідних та вихідних колах .

Приклад розрахунку параметрів транзистора :

Початкові дані : Е=18 В - ЕРС джерела струму ;R_к = 225 Ом - опір колектора;

І_б = 80 мк А – струм бази

Визначити :

Коефіцієнт підсилення h₂₁ ; потужність колектора Р_к; напруга на базі U_бе; потужність на базі Р_б . Розв’язок :

Характеристика навантаження будується за другим законом Кірхгофа .

Е_к = U_ке + R_к∙І_к , звідти U_ке = Ек – R_к∙І_к

Якщо струм колектора дорівнює нулю І_к = 0 , U_ке = Е_к. Це перша точка на графіку І_к = f(U_ке),

через яку повинна проходити характеристика навантаження . Якщо напруга U_ке =0 , то

І_к = . Це друга точка графіку І_к = f(U_ке) через яку повинна проходити характеристика навантаження .

Перша точка U_ке = Е_к = 18 В , друга точка І_к = = = 0,08 А = 80 мА.

Через ці точки проводимо пряму. Ця пряма і є характеристикою навантаження. Знаходимо проекцію точки перетину характеристики навантаження з графіком І_к = f(U_ке) для струму

бази 80 мкА на вісь колекторного струму і на вісь U_ке : І_к = 20 мА , U_ке =13,6 В.

Потужність на колекторі: Р_к = U_ке∙І_к = 20∙10^-3 ∙13,6 В = 272∙10^-3 Вт =0,27 Вт.

За допомогою залежності І_б = f( U_бе ) визначимо напругу на базі . Для струму І_б =80 мкА ,

U_бе =0,25 В .

Потужність на базі: Р_б = U_бе∙І_б =80 ∙10^-6∙0,25 В = 20∙10^-6 Вт.

Коефіцієнт підсилення по струму h₂₁ визначимо за двома розташованими поруч графіками

на лінії АВ .

∆І_к =АВ = І_к2 – І_к1 = 20 мА -10 мА = 10 мА

∆І_б =АВ = І_б2 – І_б1 = 80 мкА -40 мкА = 40 мкА

h₂₁=∆ Ік /∆Іб = 10 мА /40 мкА = 0,25 ∙10 ³=250

3. Порядок виконання роботи:

1. Ознайомитися з приладами і деталями, необхідними для виконання роботи, та записати їхні дані у таблицю 13.1.

Таблиця 13.1 - Прилади і деталі

№ п/п	Прилад	Система	Клас точності	Ціна поділки	Межа виміру
1
2
3
4
5
6

2. Скласти схему досліду. Перед тим, як ввімкнути напругу, запросити викладача для перевірки схеми.

ПОПЕРЕДЖЕННЯ:

а) При ввімкненні додержуватися полярності

б) Перед ввімкненням джерел вимкнути вимикачі на установці

3. Зняти вхідні характеристики транзистора:

3.1. Перша характеристика знімається при U_КЕ =0. Увімкнути вимикач у колі бази і реостатом встановити різні значення напруги U_БЕ від 0 до 0,24В через 0,04В (7 точок). Записати показання вольтметра і мікроамперметра.

3.2. Увімкнути вимикач у колі колектора і реостатом (на установці) встановити напругу U_КЕ =6В.

Зняти другу характеристику

3.3. Третя характеристика знімається при U_КЕ =12В

Дані записати у таблицю 13.2

Таблиця 13.2 - Спостереження та обчислення Вхідні характеристики І_Б =f ( U_БЕ)

UКЕ=ОВ		UКЕ =6В		UКЕ =12В
UБЕ, В	ІБ, мкА	UБЕ, В	ІБ, мкА	UБЕ, В	ІБ, мкА

4. Зняти вихідні характеристики транзистора.

Характеристики знімаються при: а) Iб= 50 мкА; б)І_Б2=1225мкА.

4.1. Для зняття характеристик увімкнути вимикачі в емітерному та колекторному колах; встановити реостатом (на установці) струм бази І_Б = 10мкА (у процесі роботи постійно його підтримувати). Змінити реостатом напругу на колекторі U_КЕ від 0 до 12В (через 2В). Показання приладів записати в таблицю 13.3.

4.2. Встановити реостатом (на установці) струм бази Iб =20мкА і повторити вимірювання. Дані записати в таблицю 13.3.

4.3. Встановити реостатом (на установці) струм бази Iб =30мкА і повторити вимірювання. Дані записати в таблицю 13.3.

Таблиця 13.3 - Спостереження та обчислення Вихідні характеристики І_К =f (U_КЕ)

ІБ=10мкА		ІБ=20мкА		ІБ=30мкА
UКЕ, В	ІК, мА	UКЕ, В	ІК, мА	UКЕ, В	ІК, мА

5. На основі отриманих даних побудувати вхідні та вихідні характеристики.

Рекомендований масштаб: для струму бази - 3 мкА/см, для напруги - 0,1 В/см. Для струму колектора-0,2 мА/см, для напруги-2 В/см.

6. За вихідними характеристиками визначити коефіцієнт визначити посилення струму для точки, вказаної викладачем:

U_КЕ = В

h₂₁= = =