МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Электроакустики и ультразвуковой техники

отчет

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Элементная база электроники»

ТЕМА: «Снятие статических характеристик транзистора на постоянном токе»

Студенты гр. 9587		Медведев Г.Н. Сомов В.А. Хакимов К.В.
Преподаватель		И Б.Ч.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы – ознакомление с принципами работы биполярного транзистора и изучение семейств характеристик биполярного транзистора

Задачи:

• Снять экспериментально и построить графики четырех семейств характеристик биполярного транзистора n-p-n типа для схемы с общим эмиттером (см. л.р.№3).

Основные теоретические положения

Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор с двумя p-n переходами

Определение «биполярный» указывает на то, что работа транзистора связана с процессами, в которых принимают участие носители заряда, как электроны, так и дырки.

С труктура биполярного транзистора изображена на рисунке 7.1. Он представляет собой полупроводник, в котором созданы три области с чередующимися типами электропроводности. На границах этих областей возникают электронно-дырочные переходы. Среднюю область транзистора, расположенную между электронно-дырочными переходами, называют базой (Б). Область транзистора, основным назначением которой является инжекция носителей заряда в базу, называют эмиттером (Э), а p–n-переход между базой и эмиттером – эмиттерным. Область транзистора, основным назначением которой является собирание носителей заряда из базы, называют коллектором (К), а p–n-переход между базой и коллектором – коллекторным. В зависимости от типа электропроводности крайних слоев (эмиттера и коллектора) различают транзисторы p–n–p и n–p–n типа.

Рисунок 7.1 Рисунок 7.2

На рисунке 7.2 представлены УГО биполярных транзисторов p–n–p и n–p–n типа.

Свойства транзисторов

Входная характеристика показывает зависимость тока базы I_Б от напряжения в цепи база-эмиттер U_БЭ (при U_КЭ = const). При Uкэ=0 эта характеристика представляет собой прямую ветвь ВАХ эмиттерного перехода.

Рисунок 7.3

Выходная характеристика показывает зависимость тока коллектора I_К от напряжения цепи коллектор/эмиттер U_КЭ при различных фиксированных значениях тока базы.

Рисунок 7.4

Характеристика управления представляет собой зависимость тока коллектора I_К от тока базы I_Б (при U_КЭ = const).

Характеристика обратной связи есть зависимость напряжения цепи база-эмиттер U_БЭ, от напряжения цепи коллектор/эмиттер U_КЭ при различных фиксированных значениях тока базы.

Режимы работы транзистора

Рисунок 7.5

Основные параметры биполярных транзисторов:

1. Коэффициенты передачи эмиттерного и базового тока:

2. Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода (единицы – десятки Ом):

3. Обратный ток коллекторного перехода при заданном обратном напряжении (единицы нано- ампер – десятки миллиампер)

4. Объемное сопротивление базы r_б^ (десятки – сотни Ом).

5. Выходная проводимость h₂₂ или дифференциальное сопротивление коллекторного перехода (доли – сотни мкСм)

6. Максимально допустимый ток коллектора I_{к max} (сотни миллиампер – десятки ампер).

7. Напряжение насыщения коллектор – эмиттер U _{кэ нас} (десятые доли – один вольт).

8. Наибольшая мощность рассеяния коллектором P_{к max} (милливатт – десятки ватт).

9. Ёмкость коллекторного перехода C_к (единицы – десятки пикофарад)

Порядок выполнения экспериментов

Протокол наблюдений к лабораторной работе №6 «Снятие статических характеристик транзистора на постоянном токе»

Студенты гр. 9587		Медведев Г.Н. Сомов В.А. Хакимов К.В.
Преподаватель		И Б.Ч.

Таблица 7.2

Uкэ, В	IБ=20 μА		IБ=40 μА		IБ=60 μА		IБ=80 μА
	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В
0	0	0,46	0	0,49	0	0,51	0	0,52
0,5	0,102	0,49	0,41	0,52	0,9	0,55	1,7	0,56
1	0,103	0,49	0,42	0,52	0,94	0,55	1,74	0,56
2	0,105	0,49	0,41	0,53	0,93	0,55	1,82	0,56
5	0,11	0,49	0,43	0,52	0,95	0,55	1,94	0,56
10	0,112	0,49	0,45	0,52	1,03	0,54	2,04	0,56
12,65	0,108	0,49	0,47	0,52	1,04	0,54	2,36	0,56

Таблица 7.3

IБ, μА	Uкэ=0,5 В		Uкэ=5 В		Uкэ=13 В
	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА
0	0	0	0	0	0	0
5	0,41	0	0,42	0,01	0,43	0,01
10	0,43	0	0,45	0,1	0,46	0,11
20	0,46	0	0,48	0,2	0,49	0,24
50	0,5	0	0,53	0,72	0,54	0,73
80	0,52	0	0,56	1,93	0,56	1,98

Обработка результатов

Таблица 7.2

Uкэ, В	IБ=20 μА		IБ=40 μА		IБ=60 μА		IБ=80 μА
	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В
0	0	0,46	0	0,49	0	0,51	0	0,52
0,5	0,102	0,49	0,41	0,52	0,9	0,55	1,7	0,56
1	0,103	0,49	0,42	0,52	0,94	0,55	1,74	0,56
2	0,105	0,49	0,41	0,53	0,93	0,55	1,82	0,56
5	0,11	0,49	0,43	0,52	0,95	0,55	1,94	0,56
10	0,112	0,49	0,45	0,52	1,03	0,54	2,04	0,56
12,65	0,108	0,49	0,47	0,52	1,04	0,54	2,36	0,56

Таблица 7.3

IБ, μА	Uкэ=0,5 В		Uкэ=5 В		Uкэ=13 В
	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА	UБЭ, В	Iк, мА
0	0	0	0	0	0	0
5	0,41	0	0,42	0,01	0,43	0,01
10	0,43	0	0,45	0,1	0,46	0,11
20	0,46	0	0,48	0,2	0,49	0,24
50	0,5	0	0,53	0,72	0,54	0,73
80	0,52	0	0,56	1,93	0,56	1,98

Построим графики семейства выходных характеристик Iк(Uкэ) и семейства характеристик обратной связи Uбэ(Uкэ).

1. График выходных характеристик Iк(Uкэ) рисунок 7.7

Рисунок 7.7

Графически определим параметр при

2. График характеристик обратной связи Uбэ(Uкэ) рисунок 7.8

Рисунок 7.8

Графически определим параметр при

Построим графики входных Iб(Uбэ) и регулировочных Iк(Iб) характеристик.

3. График входных характеристик Iб(Uбэ) рисунок 7.9

Рисунок 7.9

Графически определим параметр , при

Графически определим параметр , при

4. График регулировочных характеристик Iк(Iб) рисунок 7.10

Рисунок 7.10

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были изучены принципы работы биполярного транзистора; были рассмотрены входные, выходные, регулировочные характеристики и характеристики обратной связи биполярного транзистора, были построены их графики; графически были найдены все h параметры.

9