МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники
ОТЧЕТ
Лабораторная работа по курсу твердотельной электроники
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
Доцент каф. ПрЭ, к.т.н. ________ Н.С.Легостаев “__” ________ 2018г.
|
Студенты гр. з-66 _____________ Д.Т.Лисин ___________ О.Д.Чиркин __________ П.В.Шерстюк “__” ________ 2018г. |
2018
1. Цель работы
Исследование статических характеристик биполярного транзистора в различных схемах включения и определение его основных параметров.
2. Задание на работу
1. Снять входные характеристики в схеме с общим эмиттером IБ=f(UБЭ) при различных напряжениях на коллекторе Uкэ=const .
2. Снять выходные характеристики в схеме с общим эмиттером IК=f(UКЭ) при различных токах базы.
3. Снять входные характеристики в схеме с общим базой IЭ=f(UБЭ) при различных напряжениях на коллекторе UКБ=const .
4. Снять выходные характеристики в схеме с общей базой IК=f(UКБ) , для UКБ>0 и UКБ<0 при различных токах эмиттера.
5. По характеристикам определить коэффициенты α и β.
3. Схема экспериментальной установки
Рисунок 1 – Схема с общим эмиттером.
Рисунок 2 – Схема с общей базой.
4. Экспериментальные данные статических вольтамперных характеристик транзистора.
Iб, мА |
Uбэ, В |
Uкэ, В |
1 |
2 |
3 |
0 |
0 |
1 |
0,002 |
0,02 |
1 |
0,007 |
0,04 |
1 |
0,014 |
0,06 |
1 |
0,022 |
0,08 |
1 |
0,032 |
0,1 |
1 |
0,046 |
0,12 |
1 |
0,066 |
0,14 |
1 |
0,097 |
0,16 |
1 |
0,134 |
0,18 |
1 |
0,192 |
0,2 |
1 |
0,266 |
0,22 |
1 |
0,36 |
0,24 |
1 |
0,476 |
0,26 |
1 |
0,616 |
0,28 |
1 |
0,778 |
0,30 |
1 |
0,963 |
0,32 |
1 |
Таблица 1 – Входные характеристики транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Uкэ = 1 В.
Таблица 2 – Входные характеристики транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Uкэ = 15 В.
Iб, мА |
Uбэ, В |
Uкэ, В |
1 |
2 |
3 |
0 |
0 |
15 |
0,001 |
0,02 |
15 |
0,007 |
0,04 |
15 |
0,013 |
0,06 |
15 |
0,02 |
0,08 |
15 |
0,028 |
0,1 |
15 |
0,034 |
0,12 |
15 |
0,055 |
0,14 |
15 |
0,078 |
0,16 |
15 |
0,111 |
0,18 |
15 |
0,158 |
0,2 |
15 |
0,222 |
0,22 |
15 |
0,306 |
0,24 |
15 |
0,411 |
0,26 |
15 |
0,540 |
0,28 |
15 |
Таблица 3 – Выходные характеристики транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Iб = 0,151 мА.
Iб, мА |
Iк, мА |
Uкэ, В |
1 |
2 |
3 |
0,151 |
0 |
0 |
0,151 |
0,73 |
0,2 |
0,151 |
0,385 |
0,4 |
0,151 |
1,047 |
0,6 |
0,151 |
1,97 |
0,8 |
0,151 |
2,07 |
1 |
0,151 |
3,62 |
1,2 |
0,151 |
4,18 |
1,4 |
0,151 |
4,58 |
1,6 |
0,151 |
4,86 |
1,8 |
0,151 |
5,16 |
2 |
0,151 |
5,64 |
3 |
0,151 |
5,91 |
4 |
0,151 |
6,31 |
6 |
0,151 |
6,67 |
8 |
0,151 |
6,9 |
10 |
0,151 |
7,26 |
12 |
0,151 |
7,64 |
14,5 |
Таблица 4 – Выходные характеристики транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Iб = 0,301 мА.
Iб, мА |
Iк, мА |
Uкэ, В |
1 |
2 |
3 |
0,301 |
0 |
0 |
0,301 |
0,14 |
0,2 |
0,301 |
0,77 |
0,4 |
0,301 |
1,37 |
0,5 |
0,301 |
2,12 |
0,6 |
0,301 |
2,99 |
0,7 |
0,301 |
3,92 |
0,8 |
0,301 |
4,89 |
0,9 |
0,301 |
5,72 |
1 |
0,301 |
6,51 |
1,1 |
0,301 |
7,21 |
1,2 |
0,301 |
7,81 |
1,3 |
0,301 |
8,32 |
1,4 |
0,301 |
9,12 |
1,6 |
0,301 |
9,84 |
1,8 |
0,301 |
10,25 |
2 |
0,301 |
11,4 |
3 |
0,301 |
11,96 |
4 |
0,301 |
12,56 |
6 |
0,301 |
13,28 |
8 |
0,301 |
13,78 |
10 |
0,301 |
14,49 |
12 |
0,301 |
15,34 |
15 |
Таблица 5 – Выходные характеристики транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Iб = 0,5 мА.
Iб, мА |
Iк, мА |
Uкэ, В |
1 |
2 |
3 |
0,5 |
0 |
0 |
0,5 |
0,24 |
0,2 |
0,5 |
0,62 |
0,3 |
0,5 |
1,28 |
0,4 |
0,5 |
2,24 |
0,5 |
0,5 |
3,48 |
0,6 |
0,5 |
4,91 |
0,7 |
0,5 |
6,45 |
0,8 |
0,5 |
7,97 |
0,9 |
0,5 |
9,54 |
1 |
0,5 |
10,86 |
1,1 |
0,5 |
12,02 |
1,2 |
0,5 |
13,03 |
1,3 |
Продолжение таблицы 5
1 |
2 |
3 |
0,5 |
13,89 |
1,4 |
0,5 |
15,23 |
1,6 |
0,5 |
16,19 |
1,8 |
0,5 |
16,89 |
2 |
0,5 |
18,78 |
3 |
0,5 |
19,7 |
4 |
0,5 |
21 |
6 |
0,5 |
21,9 |
8 |
0,5 |
23 |
10 |
0,5 |
23,9 |
12 |
0,5 |
25,3 |
14,5 |
Таблица №6. Входные характеристики транзистора при подключении по схеме с общей базой при Uкб = 1 В.
Uкб, В |
Uэб, В |
Iэ, мА |
1 |
2 |
3 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0,02 |
0,042 |
1 |
0,03 |
0,074 |
1 |
0,04 |
0,118 |
1 |
0,05 |
0,177 |
1 |
0,06 |
0,256 |
1 |
0,07 |
0,363 |
1 |
0,08 |
0,508 |
1 |
0,09 |
0,704 |
1 |
0,1 |
0,968 |
1 |
0,11 |
1,324 |
1 |
0,12 |
1,805 |
1 |
0,13 |
2,45 |
1 |
0,14 |
3,33 |
1 |
0,15 |
4,51 |
1 |
0,16 |
6,11 |
1 |
0,17 |
8,26 |
1 |
0,18 |
11,17 |
1 |
0,19 |
15,10 |
1 |
0,2 |
20,4 |
1 |
0,21 |
27,5 |
Таблица 7 – Входные характеристики транзистора при подключении по схеме с общей базой при Uкб = 15 В.
Uкб, В |
Uэб, В |
Iэ, мА |
1 |
2 |
3 |
15 |
0 |
0 |
15 |
0,02 |
0.05 |
15 |
0,03 |
0.089 |
15 |
0,04 |
0.141 |
15 |
0,05 |
0.211 |
15 |
0,06 |
0.307 |
15 |
0,07 |
0.435 |
15 |
0,08 |
0.609 |
15 |
0,09 |
0.843 |
15 |
0,1 |
1.159 |
15 |
0,11 |
1.585 |
15 |
0,12 |
2.16 |
15 |
0,13 |
2.93 |
15 |
0,14 |
3.98 |
15 |
0,15 |
5.40 |
15 |
0,16 |
7.31 |
15 |
0,17 |
9.89 |
15 |
0,18 |
13.38 |
15 |
0,19 |
18.08 |
15 |
0,2 |
24.4 |
Таблица 8 – Выходные характеристики транзистора при подключении по схеме с общей базой при Iэ = 5 мА.
Iэ, мА |
Iк, мА |
Uкб, В |
1 |
2 |
3 |
5 |
0 |
-0,175 |
5 |
0,1 |
-0,17 |
5 |
0,13 |
-0,16 |
5 |
0,23 |
-0,15 |
5 |
0,4 |
-0,14 |
5 |
0,64 |
-0,13 |
5 |
0,97 |
-0,12 |
5 |
1,39 |
-0,11 |
5 |
1,88 |
-0,1 |
5 |
2,97 |
-0,08 |
5 |
3,95 |
-0,06 |
5 |
4,58 |
-0,04 |
5 |
4,85 |
-0,02 |
5 |
4,88 |
0 |
5 |
4,77 |
1 |
5 |
4,73 |
5 |
Продолжение таблицы 8
1 |
2 |
3 |
5 |
4,44 |
10 |
5 |
4,42 |
14,5 |
5 |
4,3 |
15 |
Таблица 9 – Выходные характеристики транзистора при подключении по схеме с общей базой при Iэ = 13 мА.
Iэ, мА |
Iк, мА |
Uкб, В |
1 |
2 |
3 |
13 |
0.12 |
-0,175 |
13 |
0.17 |
-0,17 |
13 |
0.33 |
-0,16 |
13 |
0.59 |
-0,15 |
13 |
1.01 |
-0,14 |
13 |
1.63 |
-0,13 |
13 |
2.48 |
-0,12 |
13 |
3.55 |
-0,11 |
13 |
4.80 |
-0,1 |
13 |
6.18 |
-0,08 |
13 |
7.59 |
-0,06 |
13 |
10.8 |
-0,04 |
13 |
11.7 |
-0,02 |
13 |
12.36 |
0 |
13 |
12.46 |
1 |
13 |
12.53 |
5 |
13 |
12.08 |
10 |
13 |
11.7 |
14,5 |
13 |
11.32 |
15 |
Таблица 10 – Выходные характеристики транзистора при подключении по схеме с общей базой при Iэ = 20 мА.
Iэ, мА |
Iк, мА |
Uкб, В |
1 |
2 |
3 |
20 |
0.18 |
-0,175 |
20 |
0.26 |
-0,17 |
20 |
0.51 |
-0,16 |
20 |
0.9 |
-0,15 |
20 |
1.59 |
-0,14 |
20 |
2.57 |
-0,13 |
20 |
3.89 |
-0,12 |
20 |
5.57 |
-0,11 |
20 |
7.55 |
-0,1 |
20 |
9.71 |
-0,08 |
Продолжение таблицы 10
1 |
2 |
3 |
20 |
11.92 |
-0,06 |
20 |
15.84 |
-0,04 |
20 |
18.37 |
-0,02 |
20 |
19.42 |
0 |
20 |
19.57 |
1 |
20 |
19.11 |
5 |
20 |
18.97 |
10 |
20 |
18.38 |
14,5 |
20 |
17.78 |
15 |
Графический анализ полученных данных
Рисунок 3 – ВАХ входных характеристик транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Uкэ=const.
Рисунок 4 – ВАХ выходных характеристик транзистора при подключении по схеме с общим эмиттером при Iб=const.
Рисунок 5 – ВАХ входных характеристик транзистора при подключении по схеме с общей базой при Uкб =const.
Рисунок №6 – ВАХ транзистора на выходе при подключении по схеме с общей базой при Iэ=const.