LS-Sb89584

21

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4.

СЕМЕЙСТВО ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Выходные характеристики отображают зависимость входного тока транзистора от Ic от выходного напряжения Vce при различных значениях тока базы Ib. Схема включения транзистора, при которой выполняется измерение его выходных характеристик, представлена на рис. 4.1, а.

Рис. 4.1

Для обеспечения рабочего режима транзистора к базе подключен источник постоянного тока I1, а к коллектору – источник постоянного напряжения V1, запирающий переход К-Б. Для построения графиков семейства выходных характеристик при каждом из заданных значений тока базы в схеме (рис. 4.1, а) варьируется напряжение Vce в заданных пределах через определенный ин-

тервал.

Источник тока выбирается по команде

Компоненты > Analog Primitives > Waveform Sources > I sources с

заданной величиной VALUE 150uA. Транзистор заданного преподавателем

типа назначается по команде Компоненты > Analog Primitives > Active

Devices > NPN. Например: 2N2102.

По команде Анализ > Передаточные характеристики по постоянно-

му току происходит переход в режим анализа схемы.

В окне задания на расчет (см. рис. 4.2) в строке Менять 1 указывается имя варьируемого параметра схемы I1 (ток базы), а в строке Диапазон – диапазон и шаг (150uA, 30uA, 40uA), в строке Менять 2 указывается имя варьируемого параметра схемы V1 (напряжение источника), а в строке Диапа-

зон – диапазон и шаг (10V, 0, 0.1V).

22

По оси X откладывается напряжение коллектор-эмиттер транзистора Vce (Q1), по оси Y – ток коллектора Ic (Q1).

Рис. 4.2

При активизации клавиши Запуск выполняется построение заданных графиков, примерный вид которых изображен на рис. 4.3.

Ic, мА

Vce, Ic, Ib

Vce, В

Рис. 4.3

23

На график выходной характеристики при заданном токе Ib для заданного

напряжения Vce с помощью активной кнопки наносятся значения коор-

динат первой выбранной точки. На график другой выходной характеристики при токе (Ib + ∆Ib) для того же заданного напряжения Vce наносятся значения координат второй выбранной точки. Величины Ib, ∆Ib, Vce задаются препода-

вателем.

По полученным при измерении данным определяются статический и динамический коэффициенты усиления транзистора.

Исходные, измеренные и расчетные данные заносятся в табл. 4.1.

Значения параметров транзистора B и β, рассчитанные по выходным характеристикам, сравниваются с аналогичными, полученными по входной и передаточной характеристикам.

Каждая кривая из семейства выходных характеристик имеет две характерные области: пологую и крутую.

В пологой области кривой выходной характеристики величина коллекторного тока Ic практически не зависит от коллекторного напряжения Vce и

определяется соотношением

Ic = β Ib.

В схеме (см. рис 4.1, б) при R1 = 0 все напряжение источника V1 прикладывается к коллектору Vce = V1. С ростом сопротивления R1 за счет падения напряжения на резисторе

Vce = V1 – U(R1) = V1 – Ic R1,

и рабочая точка смещается влево по пологой области графика выходной характеристики.

На границе крутой и пологой областей практически все напряжение источника V1 прикладывается к резистору R1.

Вкрутой области графика выходной характеристики справедливо Vce

<<Ic R1 и можно принять V1 ≈ Ic R1. Коллекторный ток Ic рассчитывается из

24

соотношения Ic = V1 / R1. Рост величины R1 приводит к уменьшению тока Ic

и смещению рабочей точки транзистора вниз по крутой области графика выходной характеристики. Крутая область графика выходной характеристики называется областью насыщения транзистора.

4.1.Задание

Всхеме (см. рис. 4.1, б) для каждого из заданных значений R1 при известных токе базы Ib и напряжении V1 определить ток Ic, напряжение Vce и

падение напряжения на резисторе V(R1), используя совместные вольтамперные характеристики транзистора и нагрузочного резистора R1 (рис. 4.4):

V1 = Vce + V(R1)

Ic, мА

1

V1

Рис. 4.4

Исходные и полученные данные следует свести в табл. 4.2.

25

26

Редактор О.Р. Крумина

‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒

Подписано в печать 08.10.2013. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 2,0.

Гарнитура «Times New Roman». Тираж 110 экз. Заказ 122.

‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

27