Приднестровский Государственный Университет им. Т. Г. Шевченко

Инженерно – технический институт

Кафедра Автоматизированных Технологий и Промышленных Комплексов

Отчёт

по лабораторной работе № 3

по дисциплине: «Электроника»

«Исследование схем

на биполярных транзисторах»

Работу выполнил: студент гр.

Работу проверил доцент Язловецкий Л. Е.

Тирасполь 2014

1. Цель работы:

Целью работы является исследование свойств биполярных транзисторов и характеристик схем с биполярными транзисторами с помощью программы Multisim.

2. Содержание работы:

1. Снятие входных и выходных вольтамперных характеристик и определение параметров биполярных транзисторов.

2. Исследование схем электронных усилителей на биполярных транзисторах.

3. Порядок проведения работы

3.1. Исходные данные

Таблица 1. Исходные данные. Параметры биполярных транзисторов.

№ вар	Тип транзистора	Pкmax, Вт	Uкбmax, В	Uкэmax, В	Uэбmax, В	Iкmax, А
1	2N3771G	150	40	40	5	30
2	2N3772G	150	60	60	7	20
3	2N3773G	150	140	140	7	16
4	2N3055AG	115	100	100	7	15
5	2N2222A	0,5	75	40	6	0,8
6	2N3859	0,36	30	30	4	0,1
7	2N3707	0,36	30	30	6	0,03
8	2N4401	0,31	60	40	6	0,6
9	2N4409	0,31	80	50	5	0,25
10	2N4286	0,25	30	25	6	0,1
11	2N3394	0,2	25	25	5	0,1
12	2N3904	0,31	60	40	6	0,2

В таблице 1 обозначено:

P_кmax – максимальное значение рассеиваемой мощности на коллекторе, Вт;

U_кбmax – максимальное значение напряжения между коллектором и базой, В;

U_кэmax – максимально значение напряжения между коллектором и эмиттером, В;

U_эбmax – максимально значение напряжения между эмиттером и базой, В;

I_кmax – максимально значение тока коллектора, А.

Порядок проведения работы проиллюстрирован ниже на примере 12 варианта исходных данных.

3.2. Снятие входных вольтамперных характеристик биполярного транзистора

Для получения характеристик транзистеров в программе Multisim можно использовать вложенный анализ DC Sweep. Снятие входной вольтамперной характеристики с помощью функции DC Sweep рекомендуется производить в следующем порядке:

1. На экране монитора воспроизводится схема моделирования (Рис.1)

Рис. 1. Схема моделирования входной вольтамперной характеристики

биполярного транзистора

2. После создания схемы следует настроить вложенный анализ DC Sweep. Во внутреннем цикле будем изменять значение напряжения эмиттер – база VBE от 0 до 3 В с интервалом 0,01 В, а во внешнем цикле – значение напряжения коллектор – эмиттер VСE от 0 до 40 В с интервалом 40 В. Для этого нужно выбрать пункты меню “Simulate” → “Analyses” → “DC Sweep” и в раскрывшемся диалоговом окне “ DC Sweep Analysis” во вкладке “Analyses paramerers” ввести данные для источника “Source 1”:

– Source (источник): → VBE;

– Start value (начальное значение напряжения): → 0V;

– Stop value (предполагаемая величина напряжения на переходе база - эмиттер): →

3V;

– Increment (шаг изменения напряжения): → 0.01V.

Примечание: для соответствующего варианта заданий следует принять величину “ Stop value ” равной половине U_эбmax.

Чтобы использовать источник напряжения VСE в качестве “Source 2” необходимо активировать ячейку “Use source 2” и ввести необходимые величины в соответствующие ячейки.

Примечание: для соответствующего варианта заданий в ячейки “ Stop value ” и “Increment ” следует ввести величину U_кэmax.

Пример заполнения окна “Analyses paramerers” приведен на рис. 2.

3. Далее необходимо указать выходную переменную – ток базы транзистора Q1. Для этого необходимо открыть вкладку “Output” и, по аналогии с пунктами 4 и 5 раздела 3.2 методических указаний для второй лабораторной работы ввести ток базы в окно “Selected variables for analysis” вкладки “Output”

Пример заполнения вкладки “ Output ” приведен на рис. 3.

4. Осуществить симуляцию и получить входную характеристику транзистора.

Входная характеристика для рассматриваемого примера транзистора приведена на рис. 4.

Рис. 2. Пример заполнения окна “Analyses paramerers” для входной характеристики

Рис. 3. Пример заполнения окна “Output” для входной характеристики

Рис. 4. Входная характеристика транзистора

3.3. Снятие выходных вольтамперных характеристик биполярного транзистора

Снятие выходной вольтамперной характеристики с помощью функции DC Sweep рекомендуется производить в следующем порядке:

1. На экране монитора воспроизводится схема моделирования (Рис.5)

Рис. 5. Схема моделирования выходной вольтамперной характеристики

биполярного транзистора

2. Аналогично пункту 2 раздела 3.2 следует настроить вложенный анализ DC Sweep. Во внутреннем цикле будем изменять значение напряжения коллектор – эмиттер VСE от 0 до 10 В с интервалом 0,01 В, а во внешнем цикле – значение тока база – эмиттер IB от 0 до 3 мА с интервалом 0,5 мА. Для этого нужно выбрать пункты меню “Simulate” → “Analyses” → “DC Sweep” и в раскрывшемся диалоговом окне “ DC Sweep Analysis” во вкладке “Analyses paramerers” ввести данные для источника “Source 1”:

– Source (источник): → VСE;

– Start value (начальное значение напряжения): → 0В;

– Stop value ( величина напряжения на переходе коллектор - эмиттер): → 10В;

– Increment (шаг изменения напряжения): → 0.01V.

Примечание: для соответствующего варианта заданий следует первоначально принять величину “ Stop value ” равной 0,25·U_кэmax. После предварительного снятия внешних характеристик эта величина уточняется и устанавливается в разумных пределах (см. рис. 8 ).

Чтобы использовать источник тока базы IB в качестве “Source 2” необходимо активировать ячейку “Use source 2” и ввести необходимые величины в соответствующие ячейки.

Примечание: для соответствующего варианта заданий в ячейку “ Stop value ” следует ввести величину 0,02· I_кmax. После предварительного снятия внешних характеристик эта величина уточняется с таким расчётом, чтобы максимальная величина тока коллектора была в пределах I_кmax. (см. рис. 8 ).

Величина ступени изменения тока базы задается с таким расчётом, чтобы получить 5 – 7 внешних характеристик, т.е. “Increment ” =(“ Stop value ”) /(4÷6)

Пример заполнения окна “Analyses paramerers” приведен на рис. 6.

Рис. 6. Пример заполнения окна “Analyses paramerers” для выходной характеристики

3. Далее необходимо указать выходную переменную – ток коллектора транзистора Q1. Для этого необходимо открыть вкладку “Output” и, по аналогии с пунктами 4 и 5 раздела 3.2 методических указаний для второй лабораторной работы ввести ток коллектора в окно “Selected variables for analysis” вкладки “Output”

Пример заполнения вкладки “ Output ” приведен на рис. 7.

Рис. 7. Пример заполнения окна “Output” для выходной характеристики

4. Осуществить симуляцию и получить выходную характеристику транзистора.

Выходная характеристика для рассматриваемого примера транзистора приведена на рис. 8.

Рис. 8. Семейство выходных характеристик биполярного транзистора