элтех вся хуйня / Новая папка / BIP_LAB22
.docx
Министерство
образования Российской Федерации 
НИУ ВШЭ Московский государственный институт электроники и математики
Кафедра электроники и электротехники
Лабораторная работа.
«Изучение статических вольт-амперных характеристик биполярного транзистора и определение параметров его модеели для схемотехнических расчетов. »
Выполнила :
Шумшурова Н.
Проверил:
Козынко П.А.
Москва 2013
1. Цели и задачи работы:
Целями лабораторной работы являются:
- Экспериментальное исследование входных и выходных вольт-амперных характеристик (ВАХ) биполярного транзистора;
-Приобретение навыков измерения характеристик биполярных транзисторов и определения параметров схемотехнической модели Гуммеля-Пуна транзистора по результатам измерения его ВАХ;
-Приобретение навыков расчета схем с помощью программы схемотехнического анализа LtSPICE.
4. Рабочее задание.
4.1. Проведение измерений в х о д н ы х вольт-амперных характеристик.
Снять в х о д н ы е вольт-амперные характеристики транзистора Iб=f(Uбэ) и Iк=f(Uбэ) по схеме рис. 6 (б) при напряжении на коллекторе 5 Вольт. Результаты измерений занести в таблицу:
|
Uбэ,В |
-2,33 |
-0,62 |
0,26 |
0,47 |
0,53 |
|
Iб, мкА |
0 |
0 |
0,4 |
0,8 |
1,1 |
|
Iк, мкА |
0 |
0,2 |
13,4 |
32 |
42 |
|
Uбэ,В |
0,57 |
0,6 |
0,66 |
0,68 |
0,72 |
|
Iб, мкА |
1,6 |
2,4 |
8,7 |
17 |
99 |
|
Iк, мкА |
68,7 |
108 |
500 |
1200 |
4000 |
4.2. Обработка результатов измерений в х о д н ы х вольт-амперных характеристик
Построить в логарифмическом масштабе зависимости Iб=f(Uбэ) и Iк=f(Uбэ).
Is - ток насыщения (А);
nf - коэффициент неидеальности в прямом включении;
Bf - коэффициент усиления тока базы в прямом включении;
Uбэ1 = nf* 0.026 ln(Iк1/Is+1) (23)
Uбэ2 = nf* 0.026 ln(Iк2/Is+1) (24)
Из этой системы находятся Is и nf (Is находится в пределах от 1Е-15 до 1Е-9 Ампер; nf обычно чуть больше единицы).
Для достаточно больших значений прямого напряжения между базой и эмиттером зависимость тока от напряжения отклоняется от экпоненциальной вследствие падения напряжения на сопротивлении базы. В этом случае напряжение между базой и эмиттером складывается из напряжения на p-n-переходе и напряжения на сопротивлении rb:
Uбэ3=nf 0.026 ln(Iк3/Is+1)+Iб3 rб (25)
0,57=1,01*
0.026 ln(68,7*10-6/
+1)+1,6*10-6
rб
rб=203,1
Зная Is и nf из предыдущего этапа, из данного уравнения можно найти rb.
Определение к о э ф ф и ц и е н т а усиления по току "Bf". Bf определяется как отношение тока коллектора к току базы в тех точках, где он (Bf) имеет максимум.
Bf=max(Iк/Iб)=1200мк/17мк =70,6 (26)
4.3. Проведение измерений в ы х о д н ы х вольт-амперных характеристик.
Снять в ы х о д н ы е вольт-амперных характеристики транзистора по схеме, изображенной на рис. 6 (а).
Изменяя величину источника Eб задать ток базы Iб=30 мкA. Снять зависимость Iк=f(Uкэ) (10 точек в диапазоне от 1В до максимального значения и 10 точек в области резкого спада тока ). Затем данную зависимость снять при значениях тока базы 50 и 70 мкА. Результаты измерений занести в таблицу:
Iб=30 мкА
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Uкэ,В |
1 |
1,74 |
2 |
2,2 |
2,6 |
|
Iк, мА |
2,24 |
2,27 |
2,29 |
2,32 |
2,32 |
|
№ п/п |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uкэ,В |
3 |
3,22 |
3,9 |
4,4 |
5,5 |
|
Iк, мА |
2,33 |
2,33 |
2,36 |
2,37 |
2,39 |
|
|
|||||
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Uкэ,В |
0,06 |
0,085 |
0,1 |
0,11 |
0,13 |
|
Iк, мА |
0,34 |
0,67 |
0,9 |
1,1 |
1,5 |
|
№ п/п |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uкэ,В |
0,16 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
|
Iк, мА |
1,87 |
2,07 |
2,1 |
2,23 |
2,21 |
Iб=50 мкА
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Uкэ,В |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
|
Iк, мА |
4 |
4 |
4,02 |
4,05 |
4,1 |
|
№ п/п |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uкэ,В |
3,5 |
4 |
4,2 |
4,5 |
4,6 |
|
Iк, мА |
4,1 |
4,1 |
4,2 |
4,2 |
4,22 |
|
|
|||||
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Uкэ,В |
0,05 |
0,07 |
0,09 |
0,1 |
0,12 |
|
Iк, мА |
0,35 |
0,6 |
1,2 |
1,58 |
2,2 |
|
№ п/п |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uкэ,В |
0,13 |
0,14 |
0,15 |
0,2 |
0,4 |
|
Iк, мА |
2,7 |
2,8 |
3,2 |
3,8 |
4 |
Iб=70 мкА
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Uкэ,В |
1 |
1,56 |
2,1 |
2,5 |
3 |
|
Iк, мА |
5,87 |
5,93 |
6 |
6,1 |
6,1 |
|
№ п/п |
6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Uкэ,В |
3,5 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
|
Iк, мА |
6,2 |
0,06 |
0,14 |
0,27 |
0,46 |
|
|
|||||
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Uкэ,В |
0,06 |
0,07 |
0,077 |
0,09 |
0,1 |
|
Iк, мА |
0,69 |
0,98 |
1,2 |
1,7 |
2,3 |
|
№ п/п |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uкэ,В |
0,14 |
0,17 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Iк, мА |
3,7 |
4,7 |
5,2 |
5,6 |
5,7 |
4.4. Обработка результатов измерений в ы х о д н ы х вольт-амперных характеристик
По измеренным зависимостям построить семейство характеристик Iк=f(Uкэ), где параметром является ток базы Iб.
Определить с о п р о т и в л е н и я к о л л е к т о р а "Rc" по формуле (19) для ветви характеристики, соответствующей наибольшему току базы.
(19)
Определить н а п р я ж е н и е Э р л и "Vaf" по формуле (20) для ветви характеристики, соответствующей среднему значению тока базы.
Его величина определяется по наклону зависимости Ik=f(Uкэ) в области больших напряжений (рис. 7 (а) ):
В (20)
Vaf - напряжение Эрли в прямом включении (В);
Spice
Q2 N001 N002 0 0 kt315
V1 N002 0 1
V2 N001 0 5
.model NPN NPN
.model PNP PNP
.lib C:\PROGRA~1\LTC\LTSPIC~1\lib\cmp\standard.bjt
.model kt315 NPN(Is=6e-10 Bf=70 Vaf=70 Nf=1.52 Rb=70 Rc=318.8)
.dc V1 0 0.73 0.03 V2 3 7 1
.backanno
.end
Q2 N001 N002 0 0 kt315
V1 N002 0 1
V2 N001 0 5
.model NPN NPN
.model PNP PNP
.lib C:\PROGRA~1\LTC\LTSPIC~1\lib\cmp\standard.bjt
.model kt315 NPN(Is=6e-10 Bf=70 Vaf=70 Nf=1.52 Rb=70 Rc=318.8)
.dc V1 0 5 0.03 V2 0.8 2.2 0.7
.backanno
.end
