LS-Sb87955

ны эмиттера, определяемая бóльшей инжекцией ННЗ из эмиттера в базу, что означает бóльшее прямое смещение эмиттерного перехода. По аналогии с п. 2 в 2.1 это явление можно рассматривать как существование положительной обратной связи по напряжению у БТ, включенного по схеме с ОЭ.

Выходным напряжением БТ в схеме ОЭ является Uкэ , а выходным то-

где коэффициент передачи тока базы, / 1 1. Параметром семейства выходных статических характеристик является входной базовый ток Iб . Семейство выходных характеристик БТ в схеме с общим эмиттером показано на рис. 3.4.

В активном режиме работы Uкэ Uбэ , указанный режим соответствует пологому участку на выходных характеристиках. Наклон характеристик на таких участках определяется эффектом модуляции ширины базы коллекторным напряжением. Этот эффект подробно рассмотрен в п. 2 и п. 5 в 2.1. Распределения концентрации ННЗ в базе для двух различных смещений коллекторного перехода показаны прямыми 1 и 3 на рис. 3.3. Рост коллекторного напряжения в этом случае приводит не только к сокращению реком-

21

ной; коэффициентом пропорциональности является коэффициент передачи тока базы БТ.

Биполярный транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, может выполнять функцию линейного усилителя малого синусоидального сигнала. Рабочая точка усилителя задается значениями постоянных входного тока Iб и выходного напряжения Uкэ .

Связь между приращением токов и напряжений в окрестности рабочей точки можно получить дифференцированием статических характеристик БТ в рабочей точке

uкэ , а частные производные в рабочей точке постоянными коэффициентами, получим: uбэ h11эiб h12эuкэ , iк h21эiб h22эuкэ . Здесь h11э входное дифференциальное сопротивление, h21э коэффициент прямой передачи тока (оба параметра определены при условии короткого замыкания по переменному напряжению на выходе БТ); h12э коэффициент обратной связи по напряжению, h22э выходная дифференциальная проводимость (оба пара-

метра определены при условии холостого хода по переменному току на входе БТ).

Связь между h-параметрами для БТ в схеме с общей базой и с общим эмиттером можно записать в виде

3.2. Описание экспериментальной установки

Для исследования статических характеристик транзистора используется макет, упрощенная схема которого приведена на рис. 3.6.

23

Uкэ через 0,1 В, уделяя особое внимание постоянству базового тока. На пологом участке (активный режим БТ) шаг изменения Uкэ можно увеличить до 5 В, уделяя особое внимание малым приращениям коллекторного тока. Uкэ следует увеличивать до 20 В, если это разрешено паспортными данными БТ.

6.Снять характеристики прямой передачи Iк f Iб при двух значениях Uкэ по указанию преподавателя.

7.Построить все полученные характеристики.

8.Рассчитать h-параметры БТ по данным измерений в заданной преподавателем рабочей точке.

3.4.Содержание отчета

1.Электрическая схема измерений. Тип и марка исследованного транзистора, его основные паспортные данные.

2.Таблицы измеренных величин и графики статических характеристик по пп. 4–6 в 3.3.

3.Краткое письменное объяснение основных особенностей полученных статических характеристик БТ по схеме с общим эмиттером.

4.Результаты расчета h-параметров в заданной рабочей точке. Расчет h-параметров для этого же БТ, включенного по схеме с общей базой, с использованием значений h-параметров для схемы с общим эмиттером.

5.Краткие выводы по работе.

3.5.Контрольные вопросы и задания

1.Кратко опишите принцип действия биполярного транзистора. Поясните, в какой мере процессы, происходящие в БТ, зависят от схемы включения.

2.Перечислите режимы БТ, дайте определение каждому режиму. Укажите области на входных и на выходных характеристиках, соответствующие различным режимам БТ.

3.Объясните все особенности входных и выходных характеристик БТ в схеме с общим эмиттером. Как сказывается рост значений параметра на положении характеристик?

4.Поясните, как следует рассчитывать h-параметры по статическим характеристикам БТ в схеме с общим эмиттером.

5.Объясните, как сказывается эффект модуляции ширины базы коллекторным напряжением на ходе статических характеристик БТ.

25

Если при заданном напряжении на затворе Uзи увеличивать напряжение стока, то при достаточно большом Uси на стоковой характеристике Iс f Uси появляется насыщение, связанное со «смыканием» областей объемного заряда р–п-переходов; при этом наступает перекрытие канала, его сечение со стороны стока уменьшается до некоторой малой величины, при которой Iс поддерживается практически постоянным. Дальнейшего сужения канала не происходит, поскольку оно вызвало бы уменьшение Iс , что, в свою очередь, привело бы к уменьшению обратного смещения р–п-переходов затворов и расширению канала. Чем больше обратное смещение на затворе Uзи , тем при меньшем Uси возникает насыщение на стоковой характеристи-

Напряжение отсечки определяют по сток-затворной характеристике как напряжение, соответствующее некоторому заданному малому значению тока стока, например Iс = 10 мкА. Можно считать, что при напряжении отсечки U0 наступает полное перекрытие канала. В режиме насыщения ПТУП стокзатворная характеристика ПТУП хорошо аппроксимируется простой квадратичной зависимостью

где R к0 начальное сопротивление канала (при Uси =0, Uзи =0). Этот пара-

метр определяется геометрией токопроводящего канала и удельным сопро-

27

повый вольтметр с высоким внутренним сопротивлением. Ток стока измеряют с помощью стрелочного токового прибора.

4.3.Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться со схемой измерений, с назначением и чувствительностью измерительных приборов и пределами измерений.

2.Установить тип исследуемого ПТУП, ознакомиться с цоколевкой. Из справочника выписать основные электрические параметры прибора. Заготовить координатные оси для стоковой характеристики, нанести кривую допустимой мощности Pмакс IcUси , пользуясь справочными данными. Снимая

Напряжение на стоке изменять от 0 до –10 В. В промежутке от 0 до –2,5 В

Представить результаты измерений в виде графика. Из этого графика опре-

делить напряжение насыщения Uси нас при Uзи =0.

4. Снять сток-затворную характеристику ПТУП Iс f Uзи для одно-

го значения напряжения на стоке Uси Uси нас . При снятии этой характери-

стики напряжение на затворе изменять от 0 до U0 через 0,2 В. Результаты измерений записать в таблицу по форме табл. 4.1.

5. Снять стоковые характеристики ПТУП для трех значений напряжения на затворе 0 Uзи U0 , взятых по указанию преподавателя. Данные измерений записать в таблицу по форме табл. 4.1.

4.4.Содержание отчета

1.Название работы, ее цель, электрическая схема измерений, тип исследуемого ПТУП. Электрические паспортные данные, цоколевка.

29

2. Таблицы измерений и графики, построенные по результатам измере-

ний.

3.Результаты расчета основных параметров по экспериментальным характеристикам – максимальной крутизны, выходного дифференциального сопротивления, начального сопротивления канала. Максимальную крутизну следует также определить на основании экспериментального значения R к0 .

4.Краткие выводы о свойствах исследованного прибора.

4.5.Контрольные вопросы и задания

1.Почему полупроводник канала ПТУП должен быть низколегирован-

ным?

2.Почему на р–п-переходы затворов подают обратное смещение?

3.Почему начальное сопротивление канала зависит от напряжения

Uзи ?

4.Можно ли полностью перекрыть канал напряжением на затворе?

5.Можно ли полностью перекрыть канал напряжением на стоке?

6.Почему область объемного заряда р–п-переходов затворов шире со стороны стока?

7.Чем объясняется высокое входное дифференциальное сопротивление

ПТУП?