ЛР3 Исследование биполярного транзистора
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности
Направление: 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии»
Обеспечивающее подразделение: Отделение электронной инженерии
ОТЧЕТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3
дисциплина "Электроника 1.2"
Исследование биполярного транзистора
Выполнил:
Студент группы
Проверил:
Канд. тех. наук, доцент ОЭИ ИШНКБ _________________ В.В. Гребенников
Томск - 2020
Цель работы:
Изучение характеристик и параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
Предварительное задание:
Справочные данные биполярного транзистора ВС639
Тип материала: Si;
Полярность: NPN;
Максимальная рассеиваемая мощность (P): 1 Вт;
Макcимально допустимое напряжение коллектор-база (Uкб): 80 В;
Макcимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (Uкэ): 80 В;
Макcимально допустимое напряжение эмиттер-база (Uбэ): 5 В;
Макcимальный постоянный ток коллектора (Iк): 1 A;
Предельная температура PN-перехода (T): 150 °C;
Граничная частота коэффициента передачи тока (fгр): 50 МГц;
Статический коэффициент передачи тока (β): 40.
Программа работы:
Исследование характеристик биполярного транзистора, исследование режимов работы биполярного транзистора.
Ход работы:
1. Исследование характеристик биполярного транзистора
Рис.1. Схема включения биполярного транзистора
1.1. Снятие семейства входных характеристик при постоянно напряжении UКЭ
а) UКЭ=0 В
Iб,мкА |
0 |
2.3 |
5.8 |
10.9 |
20.8 |
40.1 |
60.9 |
70.2 |
91 |
101 |
126 |
159 |
178 |
250 |
300 |
UБЭ,мВ |
1.2‧ 10-6 |
457 |
518 |
527 |
535 |
544 |
550 |
552 |
556 |
565 |
573 |
579 |
581 |
586 |
588 |
б) UКЭ=5 В
Iб,мкА |
0 |
35.1‧ 10-6 |
3.6‧ 10-3 |
2.8 |
15.6 |
27.4 |
41.9 |
60 |
80.6 |
100 |
150 |
201 |
250 |
301 |
UБЭ,мВ |
192 |
300 |
408 |
560 |
600 |
612 |
622 |
630 |
637 |
643 |
652 |
660 |
666 |
671 |
Рис.1.1. Семейство входных характеристик
1.2. Снятие семейства выходных характеристик при постоянном токе базы
а) Iб=50мкА
IК, мА |
186E-3 |
590E-3 |
1 |
2,1 |
3,4 |
4,2 |
5 |
5,8 |
5,9 |
5,9 |
UКЭ, В |
20,9E-3 |
43,6E-3 |
57,3E-3 |
78,8E-3 |
100E-3 |
117E-3 |
142E-3 |
554E-3 |
8,1 |
12 |
б) Iб=100мкА
IК, мА |
205E-3 |
618E-3 |
1,3 |
4 |
5 |
6,8 |
10 |
11,4 |
11,5 |
11,6 |
11,6 |
UКЭ, В |
10E-3 |
28,2-3 |
43,4E-3 |
76,7E-3 |
142E-3 |
101E-3 |
142E-3 |
488E-3 |
2.1 |
10 |
12 |
в) Iб=150мкА
IК, мА |
215E-3 |
632E-3 |
1,1 |
4,5 |
5,1 |
6,2 |
10,2 |
12,3 |
17,1 |
17,2 |
17,3 |
17,4 |
UКЭ, В |
4,59E-3 |
20E-3 |
29,8 E-3 |
65,8 E-3 |
70,2 E-3 |
77 E-3 |
101 E-3 |
114 E-3 |
520E-3 |
3,8 |
8 |
12 |
г) Iб=200мкА
IК, мА |
221E-3 |
642E-3 |
1,1 |
4 |
9,2 |
13,6 |
21,1 |
22,8 |
22,9 |
23 |
23,1 |
23,2 |
UКЭ, В |
1E-3 |
14,6E-3 |
23,5 E-3 |
54,1 E-3 |
80,8 E-3 |
101 E-3 |
157 E-3 |
295E-3 |
1,9 |
5 |
8,2 |
12 |
д) Iб=250мкА
IК, мА |
436E-3 |
649E-3 |
863E-3 |
1,1 |
2,8 |
4,5 |
11,3 |
16,7 |
25,6 |
24,8 |
28,4 |
28,6 |
28,7 |
28,7 |
UКЭ, В |
5,4E-3 |
10,7E-3 |
15,2E-3 |
19E-3 |
38,4E-3 |
50,3E-3 |
80,3E-3 |
100E-3 |
149E-3 |
504E-3 |
1,9 |
5,4 |
8 |
9 |
Рис.1.2. Семейство выходных характеристик
1.3. Снятие ВАХ с использованием инструмента IV ANALIZER
Рис.1.3. Семейство выходных характеристик
1.4. Расчет характеристик
rвх=
Ом
β=
Iко(э)=(1+β) Iко=17мА
Iко=
2. Исследование режимов работы биполярного транзистора
2.1. Расчет степени насыщения транзистора
Рис.2.1. Схема биполярного транзистора для расчета степени насыщения
Было определено положение, при котором в диаграмме тока коллектора наблюдается ограничение амплитуды полуволны синусоиды. Это значение составило 55% (N=55%).
В активном режиме:
Im к = 7мА, Im б=61мкА.
В режиме насыщения:
Im к = 21мА, Im б=310мкА.
S=
= 1,5
2.2. Снятие зависимости напряжения коллектора от тока базы
Рис.2.2. Схема биполярного транзистора для снятия зависимости напряжения коллектора от тока базы
Uк, В |
12 |
11,9 |
10,2 |
9,3 |
8 |
7,1 |
6,2 |
5,2 |
4,3 |
3,1 |
2,1 |
1,2 |
591E-3 |
193E-3 |
100E-3 |
85,2E-3 |
Iб, мкА |
0 |
1 |
28,6 |
42,7 |
61,8 |
76,2 |
90,8 |
105 |
120 |
140 |
154 |
169 |
179 |
189 |
323 |
434 |
Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены характеристики и параметры биполярного транзистора. Из полученных входных и выходных характеристик были рассчитаны входное сопротивление транзистора, коэффициент передачи тока базы , сопротивление обратносмещенного коллекторного перехода. В положении движка потенциометра равного 55%, в диаграмме тока коллектора наблюдается ограничение амплитуды полуволны синусоиды. Коэффициент передачи базового тока в активном режиме составил 114,7. А степень насыщения транзистора равна 1,5. Ток базы насыщения равен 210 мкА.