5 Характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером
Наиболее точными и употребительными являются характеристики в схеме с общим Э.
На рисунках 6 – 7 представлены семейства характеристик БТ для схемы с общим Э:
- семейство входных (базовых) характеристик: UБЭ = f(IБ) при UКЭ = const;
- семейство выходных (коллекторных) характеристик: IК = f(UКЭ) при IБ = const;
- характеристики управления: IК = f(IЭ) при UКЭ = const;
- характеристики обратной связи: UБЭ = f(UКЭ) при IБ = const.
а) б)
а – входные или базовые характеристики; б – выходные или коллекторные характеристики
Рисунок 6 –Входные и выходные характеристики БТ при включении с общим Э
а) б)
а –характеристики управления; б – характеристики обратной связи
Рисунок 7 – Характеристики БТ при включении с общим Э
6 Параметры биполярных транзисторов
По статическим характеристикам можно найти:
- входное сопротивление
RВХ = ΔUВХ / ΔIВХ; (1)
- выходное сопротивление
RВЫХ = ΔUВЫХ / ΔIВЫХ; (2)
- коэффициент усиления по току
β = IВЫХ / IВХ. (3)
Максимальные параметры транзисторов: максимально допустимая рассеиваемая мощность К, максимально допустимые напряжения переходов К-Э и К-Б, максимально допустимый коллекторный ток, максимальная (предельная) частота генерации.
Схема экспериментальной установки
Схемы включения БТ с общей Б и общим Э представлены на рисунках 8 – 9.
Порядок выполнения работы
1 Исследовать статические характеристики транзистора в схеме с общей базой. Для этого переключатель схем на нижней панели установки перевести в положение «с общей базой». Установить на измерительных приборах следующие пределы измерений:
- на приборе V2 – 15 В (-U);
- на мультиметерах mA1 и mA2 – 20 мА.
1.1 Снять семейство входных характеристик транзистора UЭБ = f(IЭ). Для этого с помощью рукоятки R3 установить на V2 коллекторное напряжение UК = 0. Меняя c помощью резистора R2 входной ток IЭ на мультиметере mА1 в пределах от 0 до 1 мА, измерить входное напряжение UЭБ (mV1). Данные занести в таблицу 1.
Таблица 1 – Входные характеристики транзистора
UКБ = 0 |
IЭ, мА |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
UЭБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКБ=5 В |
UЭБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКБ=10 В |
UЭБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем снять такие же характеристики при UКБ ≠ 0 (5 В; 10 В). Полученные данные занести в таблицу, построить по ним ВАХ эмиттера.
1.2 Снять семейство выходных характеристик транзистора IК = f(UКБ). Для этого с помощью рукоятки R2 установить на mV1 эмиттерное напряжение UЭ = 0. Меняя c помощью резистора R3 выходной ток IК на мультиметере mА2, измерить выходное напряжение UКБ (mV2). Данные занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Выходные характеристики транзистора
UЭБ1 = 0 |
IК, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ2 |
UКБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ3 |
UКБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ4 |
UКБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ5 |
UКБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем снять такие же характеристики при UКБ ≠ 0. Полученные данные занести в таблицу 2, построить по ним ВАХ коллектора.
1.3 Снять характеристики управления транзистора IК = f(IЭ). Полученные данные занести в таблицу 3, построить по ним графическую зависимость.
Таблица 3 – Характеристики управления
IЭ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IК, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4 Найти входное и выходное сопротивления и коэффициент усиления по току по формулам (1-3).
2 Исследовать статические характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Для этого переключатель схем на нижней панели установки перевести в положение «с общим эмиттером». Установить на измерительных приборах следующие пределы измерений:
- на приборе V2 – 15 В (-U);
- на мультиметерах mA1 и mA2 – 20 мА.
1.1 Снять семейство входных характеристик транзистора UЭБ = f(IЭ). Для этого с помощью рукоятки R3 установить на V2 коллекторное напряжение UК = 0. Меняя c помощью резистора R2 входной ток IБ на мультиметере mА1 в пределах от 0 до 1 мА, измерить входное напряжение UЭБ (mV1). Данные занести в таблицу 1.
Таблица 1 – Входные характеристики транзистора
UКЭ = 0 |
IБ, мА |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
UЭБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКЭ=5 В |
UЭБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКЭ=10 В |
UЭБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем снять такие же характеристики при UКЭ ≠ 0 (5 В; 10 В). Полученные данные занести в таблицу, построить по ним ВАХ эмиттера.
1.2 Снять семейство выходных характеристик транзистора IК = f(UКЭ). Для этого с помощью рукоятки R2 установить на mV1 базовое напряжение UЭБ = 0. Меняя c помощью резистора R3 выходной ток IК на мультиметере mА2, измерить выходное напряжение UКЭ (mV2). Данные занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Выходные характеристики транзистора
UЭБ1 = 0 |
IК, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКЭ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ2 |
UКЭ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ3 |
UКЭ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ4 |
UКЭ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЭБ5 |
UКЭ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем снять такие же характеристики при UЭБ ≠ 0. Полученные данные занести в таблицу 2, построить по ним ВАХ коллектора.
1.3 Снять характеристики управления транзистора IК = f(IБ). Полученные данные занести в таблицу 3, построить по ним графическую зависимость.
Таблица 3 – Характеристики управления
IБ, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IК, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 Найти входное и выходное сопротивления и коэффициент усиления по току по формулам (1-3).
Контрольные вопросы
Что такое транзистор?
Какие транзисторы называются биполярными?
Конструкция БТ.
p-n-р и n-р-n-транзисторы.
Три режима работы транзистора.
Нормальное и инверсное включение транзистора.
Активная, пассивная и периферическая части транзистора.
Классификация транзисторов по характеру движения носителей тока.
Какие физические процессы протекают в рабочем режиме БТ?
Классификация транзисторов по технологии изготовления.
Схемы включения транзистора.
Что такое статические характеристики транзистора?
Какие харатеристики транзистора относятся к статическим?
Характеристики транзистора в схеме с общей Б.
Характеристики транзистора в схеме с общем Э.
Входное и выходное сопротивление транзистора.
Коэффициент усиления по току.
Максимальные параметры транзистора.
Как проводился эксперимент по исследованию статических характеристик транзистора в схеме с общей базой?
Как проводился эксперимент по исследованию статических характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером?
Список использованных источников
1 Валенко, В.С. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств / Под ред. А.А.Ровдо. – М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2001. – 368 с.
2 Гуртов, В.А. Твердотельная электроника. – Петрозаводск, 2003. – 256 с.
3 Пасынков, В.В. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. 7-е изд., испр. – СПб.: Лань, 2003. – 480 с.