Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОННИКИ (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
Отчет по лабораторной работе №2
по дисциплине «Электроника и схемотехника»
Вариант №6
Студент гр. 712-2
___________ Л.С. Болтушкин 02.12.2023
Руководитель Старший преподаватель
кафедры КИБЭВС
_______ __________ А.С. Семенов
02.12.2023
Томск 2023
Введение
Целью данной лабораторной работы является исследование режимов работы биполярного транзистора.
Задачи:
- Вычислить ток биполярного транзистора 2N3391 (согласно варианту) при работе в активном и инверсном режиме, а также в режиме отсечки и насыщения.
- Сделать выводы о проделанной работе.
1 Работа транзистора в активном режиме и насыщения
Задание: собрать схему для заданного вариантом транзистора – 2N3391, записать показания напряжения на базе и коллекторе, а также ток на базе и эмиттере. Вычислить ток на коллекторе и его сопротивление.
Для исследования биполярного транзистора 2N3391 в активном режиме и в режиме насыщения была собрана схема (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Схема для исследования транзистора в активном режиме и в режиме насыщения
Рисунок 1.2 – Схема для исследования транзистора в активном режиме и режиме насыщения
Рисунок 1.3 – Схема для исследования транзистора в активном режиме и режиме насыщения
Таблица 1.1 отображает показания для Uбэ, Uкэ, Iк, Iб, Rкэ и коэффициент усиления по току βвс при разном сопротивлении R1.
Таблица 1.1 – Показания с приборов при разном сопротивлении
R1, кОм |
Uбэ, мВ (V1) |
Uкэ, мВ (V2) |
Iб, мА (A1) |
Iэ, мА (A2) |
Iк, мА (A2-A1) |
Rкэ, Ом (V2/Ik)
|
βвс (Ik/A1) |
Режим |
0,4 |
883,1 |
81,52 |
10,29 |
59,48 |
49,19 |
1,657247 |
4,780369 |
Hасыщ. |
0,6 |
844,5 |
87,01 |
6,926 |
56,05 |
49,124 |
1,771231 |
7,092694 |
Hасыщ. |
0,8 |
824,6 |
91,61 |
5,219 |
54,3 |
49,081 |
1,866506 |
9,404292 |
Hасыщ. |
1 |
812,3 |
95,58 |
4,188 |
53,23 |
49,042 |
1,948941 |
11,71012 |
Hасыщ. |
2 |
787,1 |
110 |
2,106 |
51,01 |
48,904 |
2,249304 |
23,22127 |
Hасыщ. |
3 |
778,4 |
119,8 |
1,407 |
50,21 |
48,803 |
2,454767 |
34,68585 |
Hасыщ. |
4 |
774 |
127,5 |
1,056 |
49,78 |
48,724 |
2,61678 |
46,14015 |
Hасыщ. |
5 |
771,3 |
134 |
0,8457 |
49,51 |
48,6643 |
2,753558 |
57,54321 |
Hасыщ. |
6 |
769,5 |
139,7 |
0,7051 |
49,31 |
48,6049 |
2,874195 |
68,93334 |
Hасыщ. |
7 |
768,2 |
144,8 |
0,6045 |
49,16 |
48,5555 |
2,982154 |
80,3234 |
Hасыщ. |
8 |
767,2 |
149,5 |
0,5291 |
49,03 |
48,5009 |
3,082417 |
91,66679 |
Hасыщ. |
9 |
766,5 |
154 |
0,4704 |
48,93 |
48,4596 |
3,177904 |
103,0835 |
Hасыщ. |
10 |
765,8 |
158,3 |
0,4234 |
48,84 |
48,4166 |
3,269539 |
114,3519 |
Hасыщ. |
20 |
762,8 |
206,2 |
0,2119 |
48,15 |
47,9381 |
4,30138 |
226,2298 |
Hасыщ. |
40 |
748,2 |
1680 |
0,1063 |
33,31 |
33,2037 |
50,59677 |
312,3584 |
Aктив. |
60 |
737 |
2602 |
0,07105 |
24,04 |
23,96895 |
108,5571 |
337,3482 |
Aктив. |
80 |
729 |
3127 |
0,05339 |
18,78 |
18,72661 |
166,9816 |
350,7512 |
Aктив. |
100 |
722,8 |
3467 |
0,04277 |
15,37 |
15,32723 |
226,1987 |
358,364 |
Aктив. |
По данным из таблицы можно сделать вывод о том, что граница между активным режимом и режимом насыщения находится на промежутке от 10кОм до 20кОм
2 Работа транзистора в режиме отсечки
Для исследования биполярного транзистора 2N3391 в активном режиме (рисунок 2.1) и режиме отсечки (рисунок 2.2) была собрана схема.
Рисунок 2.1 – Схема для исследования активного режима
Рисунок 2.2 – Схема для исследования режима отсечки
В активном режиме значения на амперметрах и вольтметрах совпадают с показаниями в таблице 1.1. В режиме отсечки Uкэ равен 5В, а все остальные приборы показывают 0.
3 Работа транзистора в инверсном режиме
Для исследования транзистора 2N3391 в активном или насыщенном режиме (рисунок 3.1) и инверсном режиме (рисунок 3.2) были собраны схемы.
Рисунок 3.1 – Схема для исследования активного или насыщенного режима
Рисунок 3.2 – Схема для исследования инверсного режима
По показаниям приборов можно сказать, что Uн = 2,573В, а Iy = -1,186мА.
Заключение
В ходе работы были выполнены все задачи, была изучена работа биполярного транзистора 2N3391 в разных режимах.
Были собраны схемы, в которых транзистор работал в активном, насыщения, отсечки и инверсном режиме. Была построена таблица, исходя из показаний вольтметров и амперметров при разном сопротивлении.
Также был найден ток утечки, который равный -1,186 мА и напряжение нагрузки равное 2,537 В.