3.4. Снятие передаточной характеристики и определение рабочей точки транзистора
Передаточной характеристикой или характеристикой управления называют зависимость тока коллектора от тока базы при неизменном напряжении между эмиттером и коллектором, т.е. Iк(Iб) при Uкэ = const. Эта характеристика соответствует пологому участку выходных характеристик, где ток коллектора практически не зависит от напряжения эмиттер – коллектор. Поэтому передаточную характеристику можно снимать при любом напряжении коллектор – эмиттер, соответствующем пологому участку выходных характеристик. В данной работе рекомендуется снимать передаточную характеристику при Uкэ = 0,5· Uкэmax. Схема для снятия передаточной характеристики приведена на рис.9.
Рис. 9. Схема для снятия передаточной характеристики
Как и в предыдущих случаях для снятия передаточной характеристики используется функция DC Sweep. При этом входной величиной является ток базы, а выходной – ток коллектора. Диапазон изменения тока базы следует принять от 0 до максимального значения тока базы, принятого в окне рис.6 (для рассматриваемого примера Iбmax = 0,003А = 3mA. Окно настройки входной величины приведено на рис.10. Заполнение окна “Output” для передаточной характеристики идентично заполнению окна рис. 7.
Полученная передаточная характеристика приведена на рис.11.
Выбор рабочей точки на передаточной характеристике производится на линейной её части в допустимом диапазоне изменения тока коллектора. Поскольку для рассматриваемого примера допустимый максимальный ток коллектора составляет Iкmax = 200mА, то, исходя из переходной характеристики, ему соответствует максимальный ток базы Iбmax = 2,0mА. Минимальный ток базы выбирается на относительно линейном участке передаточной характеристики, и для рассматриваемого случая может быть принят Iбmin = 0,6mА. Тогда постоянный ток смещения на базе определяется как среднее арифметическое между Iбmin и Iбmax, т.е. Iб0 = 0,5·( Iбmin + Iбmax) = 0,5·( 0,6 + 2,0) = 1,3mА.
3.5. Определение параметров биполярного транзистора
Определение параметров биполярного транзистора производится на базе схемы рис.12.
После сборки схемы необходимо осуществить переустановку настроек во вкладке “Interactive Simulation Settings” опции “Simulate”, как показано на рисунке 5 лабораторной работы №2. Помимо этого в схеме рис.10 в источнике тока I1 необходимо установить полученное значение тока базы Iб0 (для рассматриваемого примера Iб0 = 0,0013А). В источнике коллекторного напряжения V1 надо установить напряжение, соответствующее линейной части выходных характеристик рис.8 (для рассматриваемого примера установлено Uк = 5В. Затем производится определение параметров транзистора в
Рис. 10. Пример заполнения окна “Analyses paramerers” для передаточной характеристики
Рис. 11. Передаточная характеристика биполярного транзистора
следующей последовательности:
1. Измеряются напяжения и токи в схеме рис.12. Для рассматриваемого случая имеем:
Uб0 = 0,828 В; Iб0 = 0,0013А; Uк0 = 5,00 В; Iк0 = 0,126А
2. Увеличивается ток базы в два раза и снова производятся измерения.
Получаем Uб1 = 0,861 В; Iб1 = 0,0026А; Uк1 = 5,00 В; Iк1 = 0,195А
3. Восстанавливаем прежний ток базы, увеличивается напряжение коллектора в два
раза и снова производятся измерения.
Рис.12. Схема для определения параметров биполярного транзистора
Получаем Uб2 = 0,828 В; Iб2 = 0,0013А; Uк2 = 10,0 В; Iк2 = 0,134А.
Затем рассчитываются параметры транзистора:
Входное
сопротивление транзистора
Коэффициент
усиления по току
Выходная
проводимость транзистора
