. Методика графического определения h–параметров транзистора

Располагая вольт–амперными характеристиками транзистора, можно графическим путем определить низкочастотные значения h-параметров. Для определения h-параметров необходимо задать рабочую точку, например А (I_бА, U_кэА), в которой требуется найти параметры.

Параметры h_11э  и h_12э находят по входной характеристики U_бэ =₁(I_б)|_Uкэ=const.

Определим h_11э для заданной рабочей точки А (I_бА, U_кэА). На входной характеристике находим точку А, соответствующую заданной рабочей точке (рис. 6). Выбираем вблизи рабочей точки А две вспомогательные точки А₁ и А₂ (приблизительно на одинаковом расстоянии), определим по ними U_бэ и I_б и рассчитаем входное дифференциальное сопротивление, по формуле:

h_11э=(U_бэ /I_б)|_Uкэ=const.

Приращения U_бэ и I_б выбирают так, чтобы не выходить за пределы линейного участка, их можно примерно принять за (10-20)% от значений рабочей точки.

Графическое определение параметра h_12э =  U_бэ /U_кэ затруднено, так как семейство входных характеристик при различных U_кэ0 практически сливается в одну (рис. 6.).

Рис. 6

Параметры h_22э и h_21э определяются из семейства выходных характеристик транзистора I_к=₁ (U_кэ) (рис.7).

Рис. 7

Параметр h_21э= (I_к /I_б) |_Uкэ=const находится в заданной рабочей точке А (I_бА, U_кэА). Для нахождения приращений выбирают две вспомогательные точки А₁ и А₂ вблизи рабочей точки А при постоянном U_кэ =U_кэ0. Приращение тока базы I_б следует брать, как I_б=I_б2 – I_б1, где I_б2 и I_б1 определены как токи базы в точках А₂ и А₁. Этому приращению I_б соответствует приращение коллекторного тока I_к = I_к2 – I_к1, где I_к2 и I_к1.определены в точках точках А₂ и А₁. Тогда дифференциальный коэффициент передачи тока базы рассчитаем по формуле h_21э= (I_к /I_б) )|_Uкэ=const .

Параметр h_22э=(I_к/U_кэ)_Iб=const  определяется по наклону выходной характеристики (рис. 7) в заданной рабочей точке А (I_бА, U_кэА), при постоянном токе базы I_б. Для нахождения приращений выбирают две вспомогательные точки точки А^*₁ и А^*₂ . Для этих точек определяют U^*_кэ|_{Iб = IбА} =U_к2 – U_к1 – приращение коллекторного напряжения, и приращение коллекторного тока I^*_к= I^*_к2 – I^*_к1. При этом из семейства выходных характеристик следует выбирать ту характеристику, которая снята при выбранном значение тока базы I_б=I_бА .

Если рабочая точка не совпадает ни с одной траекторией приведенной на графике, то такую траекторию надо провести самостоятельно, между и по аналогии с соседними значения тока базы которых известно, и присвоить ей свое значение тока базы равное I_бА .

Первая часть лабораторной работы

Цель работы: Снятие и анализ вольтамперных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером . Определение h-параметров по характеристикам.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему исследования транзистора, изображенную на рисунке 8. Для исследования используется транзистор в соответствии с вариантом или по указанию преподавателя.

Рис.8

2. Построить таблицу результатов измерений для построения входных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (Таблица 1)

Таблица 1

Входной ток, IБ, мкА, А1	1	5	10	20	50	100	200	300	400	500
Входное напряжение, UБЭ, мВ, V1 при UКЭ1=0 В, V2
Входное напряжение, UБЭ, мВ, V1 при UКЭ2=15 В, V2

3. Установить на источнике напряжения Е (вольтметр V2) напряжение U_КЭ1=0 В 4. Изменяя значение тока источника I1 от 1 до 500 мкА, записать соответствующие значения напряжения U_БЭ (вольтметрV1) в таблицу. 5. Повторить измерения при выходном напряжении U_КЭ2=15 В.

6. Построить таблицу результатов измерений для построения выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (Таблица 2)

Таблица 2

Выходное напряжение, UКЭ, В	0,1	1	2	5	10	15	20	25	30	35
Выходной ток, IК, мА, при входном токе, IБ = 100 мкА.
Выходной ток, IК, мА, при входном токе, IБ = 200 мкА.
Выходной ток, IК, мА, при входном токе, IБ = 300 мкА
Выходной ток, IК, мА, при входном токе, IБ = 400 мкА
Выходной ток, IК, мА, при входном токе, IБ = 500 мкА

7. Установить на источнике тока I1 ток I_Б=100 мкА 8. Изменяя значение напряжения источника э.д.с. E от 0,1 до 35 В, записать соответствующие значения тока I_К (амперметр А2) в таблицу. 9. Повторить измерения при входных токах базы I_Б , указанных в таблице. 10. По результатам измерений построить входные и выходные характеристики транзистора. 11. Определить h-параметры транзистора по полученным характеристикам. 12. Сделать вывод. Вывод должен содержать описание теоретических положений, подтвержденных экспериментально в процессе выполнения работы.

Пример построения характеристик с использованием математического пакета Mathcad.

1. Формирование матрицы «М» по таблице 1 и матрицы «R» по таблице 2.

2. Построение характеристик транзистора с общим эмиттером.

2.1 Семейство входных характеристик

Рис.9

2.2 Семейство выходных характеристик

Рис.10