Ііі. Прилади та обладнання

• Змінна панель 17Л-03\11;

• ГН2 – джерело постійної напруги;

• АВ1, АВ2 – ампервольтметри;

• досліджувані елементи VD1 = КС 156, VD2 = Д 814Д.

IV. Порядок виконання роботи

1. Зібрати електричну схему дослідження прямої (неробочої) гілки ВАХ напівпровідникового стабілітрона згідно рис. 2:

Рис. 2

2. З’єднати точки "+х1" та "х2" на змінній панелі з відповідними точками "+0...12 В" і "–0...12 В" на блоці ГН2.

3. Встановити на блоці АВ1 перемикач "АВ1-АВ0'' в положення "АВ1", а перемикач границь виміру – в положення "1 В".

4. З’єднати точки "+х9" та "х10" на змінній панелі з відповідними точками "+" і "–" на блоці АВ1.

5. Встановити на блоці АВ2 перемикач "АВ2-МВА" в положення "АВ2", а перемикач границь виміру – в положення "1 mА".

6. З’єднати точки "+х8" та "х7" на змінній панелі з відповідними точками "+" і "–" на блоці АВ2.

7. Встановити ручку потенціометра в крайнє ліве положення, а тумблер "0...12 В" – "12...24 В" перевести в положення "0...12 В" на блоці ГН2.

8. Встановити досліджуваний стабілітрон у схему на змінній панелі в прямому включенні.

9. Перевірити правильність зібраної схеми і показати керівнику.

10. Включити живлення стенду.

11. Плавно змінюючи напругу U ст пp в колі стабілітрона ручкою потенціометра на блоці ГН2 від 0 В до 1 В (значення напруг U ст пp наведені в таблиці 1), зняти залежність прямої гілки ВАХ стабілітрона І ст пр = f (U ст пр).

ПРИМІТКА: при встановленні напруги U ст пp від 0,7 до 1 В перемикач границь виміру струму І ст пр перевести в положення "250 mА".

12. Результати дослідження напівпровідникового стабілітрона занести в табл. 1.

І ст пр = f (U ст пр)

Табл. 1

КС156	U ст пp, В	0	0,1	0,2	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85
	І ст пр, mА
Д814Д	U ст пp, В	0	0,1	0,2	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85
	І ст пр, mА

13. Виключити живлення стенду.

14. Встановити ручку потенціометра на блоці ГН2 у крайнє ліве положення.

15. Замінити стабілітрон КС156 на стабілітрон Д814Д.

16. Виконати аналогічні вимірювання для стабілітрона Д814Д згідно пп.10 – 12.

17. Виключити живлення стенду.

18. Зібрати схему для дослідження зворотної (робочої) гілки ВАХ напівпро-відникового стабілітрона згідно рис. 3:

Рис. 3

19. Встановити в досліджувану ланку стабілітрон КС156 у зворотному напрям-ку включення.

20. Перевірити правильність зібраної схеми і показати керівнику.

21. Включити живлення стенду.

22. Плавно змінюючи напругу U ст зв в колі стабілітрона ручкою потенціометра на блоці ГН2 від 0 В до 13 В (значення напруг U ст зв наведені в таблиці 2), зняти залежність зворотної гілки ВАХ стабілітрона І ст зв = f (U ст зв).

ПРИМІТКА: при встановленні напруги U ст зв від 5 до 13 В перемикач границь виміру струму І ст зв перевести в положення "100 mА".

23. Результати вимірювань занести в табл. 2.

І зв = f (U зв)

Табл. 2

КС156	U ст зв, В	0	2	4	4,5	5	5,2	5,4	5,8	6	6,2
	І ст зв, mА
Д814Д	U ст зв, В	0	2	4	8	10	11	11,5	12	12,5	13
	І ст зв, mА

24. Виключити живлення стенду.

25. Встановити ручку потенціометра на блоці ГН2 у крайнє ліве положення.

26. Замінити стабілітрон КС156 на стабілітрон Д814Д.

27. Виконати аналогічні вимірювання для стабілітрона Д814Д згідно пп.21 – 23.

28. Після закінчення вимірювання виключити живлення стенду. Досліджувану схему розібрати і акуратно скласти елементи та провідники на столі.

V. Контрольні питання

1. Які особливості роботи кремнієвого стабілітрона?

2. Як включається стабілітрон у електричну схему?

3. Поясніть принцип стабілізації напруги стабілітроном.

4. Які ви знаєте параметри стабілітрона?

Лабораторна робота

ТЕМА: „Дослідження вольт-амперних характеристик

і параметрів біполярного транзистора, включеного

по схемі зі спільним емітером”

І. Мета роботи:

• вивчення принципу роботи біполярного транзистора, включеного по схемі зі спільним емітером;

• зняття та аналіз вхідних та вихідних вольт-амперних характеристик біполярного транзистора, включеного по схемі СЕ;

• визначення вторинних h-параметрів досліджуваного біполярного транзистора n-р-n типу.

ІІ. Теоретичні пояснення

Біполярний транзистор має три виводи (електроди), один з яких у схемах включення вхідний, другий – вихідний, а третій – спільний для кола входу та виходу. В залежності від того, який електрод є спільним, розрізняють три схеми включення тран­зистора:

а). зі спільною базою (СБ);

б). зі спільним емітером (СЕ);

в). зі спільним колектором (СК).

Найбільш розповсюдженою є схема зі спільним емітером (СЕ), зображена на рис.1.

Рис. 1.

Схема СЕ характеризується високим підсилювальним ефектом та має найбільше під­силення потужності сигналу серед інших схем включення транзистора. Вхідне коло у схемі СЕ утво­рюється базою та емітером і характеризується U_вх та І_вх, а вихідне коло утворюється колекто­ром та емітером і характеризується U_вих та І_вих. Ці електричні величини визначають режим роботи транзистора і впливають одна на одну.

Робота транзистора визначається за допомогою характеристик, знятих без наван­таження, тобто так званих статичних характеристик. Найбільше значення при застосуванні транзисторів мають два види характеристик: вхідні та вихідні.

Для транзисторів у схемі СЕ вхідною характеристикою називається залежність струму бази І_б від напруги U_бе при постійній напрузі між колектором і емітером U_ке, тобто І_б = f (U_бе) при U_ке = const (див. рис. 2).

Вихідною характеристикою для схеми СЕ називається залежність колекторного струму І_к від на­пруги між колектором та емітером U_ке при постійному струмі бази І_б, тобто І_к = f (U_ке) при І_б = const (див. рис. 3).

Рис. 2 Рис. 3

Рис. 4

В режимі підсилення (активний режим) малих сигналів транзистор, вклю-чений по схемі СЕ, зображають у вигляді лінійного чотириполюсника (рис. 4), вхідні та вихідні параметри якого зв’язані такими рівняннями:

Взаємозв’язок між вхідними та вихідними напругами і струмами чотири-полюсника відображається через систему двох рівнянь, які складаються за допомогою вторинних (зовнішніх) параметрів транзистора. Найбільш пошире-ною є змішана система або так звана система h-параметрів. h-параметри транзистора, включеного по схемі СЕ, визначаються за такими формулами та мають на­ступний фізичний зміст:

а). – вхідний опір транзистора в режимі короткого замикання на виході:

при U_ке = const, де та – прирости вхідних напруги і струму;

б). – коефіцієнт внутрішнього зворотного зв’язку в режимі холостого ходу на вході:

при І_б = const, де , – прирости вихідної та вхідної напруг;

в). – коефіцієнт передачі струму (коефіцієнт підсилення β) в режимі корот-кого замикання на виході:

при U_ке = const, де та – прирости вихідного та вхідного струмів;

г). – вихідна провідність транзистора в режимі холостого ходу на вході:

при І_б = const, де , – прирос-ти вихідних напруги і струму.

Визначення h-параметрів транзистора, включеного по схемі СЕ, проводять наступним чином:

• визначають по вхідних вольт-амперних характеристиках транзис-тора із трикутника АВС, де ΔU_бе = АС, ΔІ_б = ВС;

• визначають по вхідних характеристиках із трикутника АВС, де ΔU_бе = АС, ΔU_ке = U_ке2 – U_ке1;

• визначають по вихідних вольт-амперних характеристиках транзис-тора із трикутника ЕМN, де ΔІ_к = МN, ΔІ_б = І_б3 – І_б2 = FЕ;

• визначають по вихідних характеристиках із трикутника ЕМN, де ΔU_ке = ЕN, ΔІ_к = МN.