МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Донской государственный технический университет Кафедра “Электротехника” Исследование характеристик и параметров биполярных транзисторов

Методические указания по выполнению учебно-исследовательской лабораторной работы № 40 по дисциплине «Электротехника и электроника»

Ростов-на-Дону

2001

Составители: к.т.н., доц. Л.Н. Ананченко

старший преподаватель И.Е.Рогов

студент гр. Т-II-2 Ю.Н. Гиргеев

студент гр. Т-II-2 Е.А. Соломина

УДК. 621.314.242

Исследование характеристик и параметров биполярных транзисторов. Методические указания по выполнению учебно-исследовательской лабораторной работы № 40 по дисциплине «Электротехника и электроника» / ДГТУ. Ростов-на-Дону, 2001, 13 с.

Предназначены для студентов дневного отделения, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника» специальностей 120100; 07200, 220400, 210800, 653800.

Печатается по решению методической комиссии факультета “Автоматизация и информатика”

Научный редактор: к.т.н., профессор Б.М.Кулагин

Рецензент: к.т.н., доцент В.М. Олейник (РГУ ПС, г. Ростов-на-Дону)

 – Издательский центр ДГТУ, 2001

1. Цель работы

1.1. Приобрести навыки по снятию и исследованию вольтамперных характеристик биполярных транзисторов.

1.2. Овладеть навыками расчета основных параметров биполярного транзистора и выбора его режимов работы в усилительном каскаде по вольтамперным характеристикам.

2. Содержание работы

2.1. Снятие статических входной и семейства выходных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

2.2. Построение входной и семейства выходных характеристик, линий нагрузки и выбор режимов работы транзистора в усилительном каскаде.

2.3. Определение основных параметров транзисторного усилительного каскада, работающего в выбранных режимах.

3.Особенности правил и мер техники безопасности при проведении экспериментальных исследований

3.1. Земельные зажимы () многопредельного вольтметра соединяйте с земельным () зажимом лабораторного стенда ЭС-4. Следите за правильным выбором пределов измерения вольтметра.

3.2. Выполняйте общие правила техники безопасности при работе в электротехнических лабораториях.

4. Методические указания по подготовке к выполнению работы.

4.1. Изучите тему «Транзисторы» ( [1] с.30÷35; [2] с.102÷106 ). При изучении темы усвойте основные определения, схемы включения, характеристики и параметры биполярных транзисторов, их достоинства и недостатки, режимы работы в усилительных каскадах.

4.2. Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор с двумя p‑n-переходами и тремя электродами (эмиттер, база, коллектор), обычно используемый для усиления мощности электрических сигналов.

В зависимости от комбинации примесей в полупроводнике получают транзисторы типов p-n-p или n-p-n (рис.1), идентичные по усилительным свойствам, но отличающиеся направлением токов и полярностью напряжений, подаваемых на электроды (к эмиттерному переходу прикладывается прямое, к коллекторному – обратное напряжение смещения).

Рис. 1. Типы и условные обозначения биполярных транзисторов на принципиальных схемах.

В зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной цепи, получают три различных схемы его включения: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) или с общим коллектором (ОК). Наиболее распространена в усилителях схема с общим эмиттером, как дающая наибольшее усиление – одновременно и по току, и по напряжению (рис.2). Принцип действия транзистора – см. приложение на странице 11.

Расчет параметров нелинейного прибора – биполярного транзистора – проводится графоаналитически по входным и выходным характеристикам.

Д ля схемы с ОЭ входной является зависимость I_Б(U_Б) при U_K=const (рис. 3а), а выходной – зависимость I_K(U_K) при I_Б=const (рис.3б).

По входной характеристике (см. рис.3а) определяют входное сопротивление транзистора для переменного тока¹:

По характеристикам (см. рис. 3) для выбранного I_Б определяют:

выходное сопротивление транзистора:	; IБ=const;
коэффициент передачи тока:	;
коэффициент усиления по напряжению:	,

где Uк в точках пересечения линии нагрузки с выходными характеристиками при I_Б1 и I_Б2; U_Б находят по входной характеристике для этих же I_Б1 и I_Б2.

Параметры транзистора обычно определяются в окрестности рабочей точки РТ.

4.3. Подготовьте бланк отчета, в котором приведите цель работы, принципиальную электрическую схему установки для исследований (рис.4), таблицы результатов измерений (табл. 1, 2, 3, 4)