Лабораторна робота № 5

ТЕМА: Дослідження БТ в ключовому режимі.

МЕТА: Дослідити режими роботи БТ при яких транзистор працює в ключовому режимі та отримати навички по розрахунку параметрів схеми.

ОБЛАДНАННЯ:

• лабораторний макет;

• вольтметр (тестер).

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Транзистори є основними елементами сучасної електроніки. Зазвичай вони застосовуються в підсилювачах і логічних електронних схемах. У мікросхемах в єдиний функціональний блок об'єднані тисячі й мільйони окремих транзисторів.

За будовою та принципом дії транзистори поділяють на два великі класи: біполярні транзистори й польові транзистори. До кожного з цих класів входять численні типи транзисторів, що відрізняються за будовою і характеристиками.

Транзистор має два основні застосування: у якості підсилювачі у якості перемикача.

Транзисторні ключі.

В імпульсних та цифрових пристроях часто виникає необхідність комутації електричних кіл. Така комутація повинна відбуватись під управлінням електричного сигналу, який повинен керувати розмиканням та замиканням кола. Такі функції реалізуються з допомогою біполярних та польових транзисторів, які працюють в ключовому режимі. Ці транзистори виконують роль електричних ключів, які можуть знаходиться в двох станах: в одному з них транзистор в провідному стані (комутуєме коло замкнуте), транзисторний ключ відкритий; в іншому - транзистор не проводить струм, ключ закритий (комутуєме коло розімкнуте).

Робота біполярного транзистора в ключовому режимі

П ри роботі транзистора в ключовому режимі його включають зазвичай по схемі з загальним емітером. Контакти, які необхідно комутувати підключають відповідно до колектора і емітера транзистора. Керуючий сигнал подають в коло бази.

При роботі транзистора в ключовому режимі ланцюг між колектором і емітером може бути або замкнутий, або розімкнутий. При струм колектора повинен приймати тільки два значення:

а) I_К = 0 А, (U_КЕ = E_Ж) - ключ у розімкнутому стані;

б) I_К = I_max = E_Ж / R_К (U_КЕ = 0 B) – ключ у замкненому стані.

Аналіз роботи транзистора в ключовому режимі проводять по вихідних характеристиках транзистора та за основним рівнянням: U_КЕ = E_Ж - I_К × R_К

При роботі транзистора в ключовому режимі, робоча точка може мати тільки два положення на навантажувальній прямій: крайнє нижнє відповідає мінімальному струму колектора при І_Б = 0 А (через колекторний перехід протікає лише I_K0 - тепловий струм). При цьому транзистор закритий і перебуває в режимі відсічки, коли і колекторний і емітерний переходи зміщені у зворотному напрямку.

Д руге положення - крайнє верхнє положення робочої точки на навантажувальній прямій. Це положення відповідає відкритому стану транзисторного ключа. транзистор працює в режимі насичення - коли і колекторний і емітерний переходи зміщені в прямому напрямі. При цьому падіння напруги між колектором і емітером транзистора мінімальне. Для реальних транзисторів це так звана залишкова напруга U_зал може складати десяті частки вольт. Це мале значення напруги практично не впливає на величину комутуючого струму.