Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Отчет по лабораторной работе №2

по дисциплине «Электроника и схемотехника»

Вариант №12

	С тудент гр. 723-1
	Лысенко Е.М.
	21.12.2024 Руководитель
	доцент каф. КИБЭВС, к.т.н., доцент
	________ Мальчуков А.Н.
	21.12.2024

Введение

Цель работы – исследование режимов работы биполярного транзистора.

Постановка задач на лабораторную работу:

1. Собрать схему для транзистора T251 в нормальном активном и режиме насыщения. Получить показания для 𝑈бэ и 𝑈кэ. Вычислить ток коллектора 𝐼к, сопротивление перехода 𝑅кэ и коэффициент усиления по току 𝛽𝐷𝐶 последовательно устанавливая сопротивление 𝑅1: 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 40, 60, 80, 100 кОм. Определить границы активного режима и режима насыщения.

2. Собрать схему для исследования транзистора T251 в режиме отсечки.

3. Собрать схему для исследования транзистора T251 в инверсном режиме, записать значения Uн, Iу.

4. Сделать выводы о проделанной работе.

1 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В АКТИВНОМ РЕЖИМЕ И НАСЫЩЕНИЯ

На рисунках 1.1, 1.2, 1.3 и 1.4 показана работа транзистора в активном режиме и режиме насыщения.

Рисунок 1.1 – Работа транзистора в режиме насыщения при Iб = 10,67 мА

Рисунок 1.2 – Работа транзистора в режиме насыщения при Iб = 0,7226 мА

Рисунок 1.3 – Работа транзистора в активном режиме при Iб = 0,6206 мA

Рисунок 1.4 – Работа транзистора в активном режиме при Iб = 0,04445 мA

На схемах были измерены 𝑈_бэ, 𝑈_кэ, 𝐼_б, 𝐼_э. После были вычислены 𝐼_к, 𝑅_кэ и 𝛽_𝐷𝐶 с помощью формул:

(1.1)

(1.2)

(1.3)

Таблица 1 – Таблица результатов работы транзистора в активном режиме и режиме насыщения.

R1,кОм	Uбэ,мВ	Uкэ,мВ	Iб,мА	Iк,мА	Rкэ,Ом	βdc	Режим
0,4	733,8	450	10,67	45,49	9,89228	4,2633552	Насыщения
0,6	717	443,9	7,138	45,562	9,74277	6,38302045	Насыщения
0,8	707,4	440,7	5,366	45,594	9,66575	8,4968319	Насыщения
1	700,9	438,9	4,299	45,611	9,62268	10,6096767	Насыщения
2	684,6	436,1	2,158	45,642	9,5548	21,150139	Насыщения
3	676,9	437,1	1,441	45,629	9,57943	31,6648161	Насыщения
4	672	440,2	1,082	45,598	9,65393	42,142329	Насыщения
5	668,4	446,9	0,8663	45,5337	9,81471	52,561122	Насыщения
6	664,5	528,8	0,7226	44,7074	11,828	61,870191	Насыщения
7	655,6	985,7	0,6206	40,1394	24,5569	64,6783758	Активный
8	648,2	1355	0,544	36,446	37,1783	66,9963235	Активный
9	642	1661	0,4842	33,3958	49,7368	68,9710863	Активный
10	636,6	1918	0,4363	30,8237	62,2248	70,6479487	Активный
20	605,7	3250	0,2197	17,5003	185,711	79,6554392	Активный
40	581,1	4058	0,1105	9,416	430,969	85,2126697	Активный
60	568,9	4356	0,07385	6,43715	676,697	87,1651997	Активный
80	560,9	4511	0,05549	4,88451	923,532	88,0250496	Активный
100	555	4606	0,04445	3,93155	1171,55	88,4488189	Активный

Судя по данным, приведенным в таблице, работа транзистора в режиме насыщения происходит при токе базы равному 0,7226 мА и больше, а работа транзистора в активном режиме начинается при токе базы равному 0,6206 мА и меньше.

2 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В РЕЖИМЕ ОТСЕЧКИ

На рисунке 2.1 представлена работа транзистора в режиме насыщения

Рисунок 2.2 – Работа транзистора в активном режиме

На рисунке 2.2 транзистор работает в активном режиме, потому что Uкэ (985,7 мВ) больше Uбэ (655,6 мВ).

На рисунке 2.3 представлена работа транзистора в режиме отсечки.

Рисунок 2.3 – Работа транзистора в режиме отсечки

На рисунке 2.3 транзистор работает в режиме отсечки, потому что через участок э-к не течет ток (значения на амперметрах равно нулю).

3 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В ИНВЕРСНОМ РЕЖИМЕ

На рисунке 3.1 представлена работа транзистора в активном режиме или насыщения.

Рисунок 3.1 - Работа транзистора в активном режиме или насыщения.

На рисунке 3.1 транзистор работает в активном режиме или насыщения Iу (-0,8992 мА).

На рисунке 3.2 представлена работа транзистора в инверсном режиме.

Рисунок 3.2 – Работа транзистора в инверсном режиме

На рисунке 3.2 транзистор работает в инверсном режиме, потому что можно увидеть напряжение Uн на нагрузке R3 (2,901 В)

Заключение

В ходе работы были выполнены все поставленные задачи, получены навыки работы со схемами, содержащими транзистор, в программе Electronics Workbench. Были сняты значения 𝑈бэ, 𝑈кэ, 𝐼б, 𝐼э и вычислены значения 𝐼к, 𝑅кэ и 𝛽𝐷𝐶 транзистора T251 в активном режиме и режиме насыщения. Были приведены пояснения к показаниям приборов, согласно режиму работы транзистора. Было определено, что работа транзистора в режиме насыщения происходит при токе базы равному 0,7226 мА и больше, а работа транзистора в активном режиме начинается при токе базы равному 0,6206 мА и меньше. Исследована работа транзистора в режиме отсечки и в инверсном режиме. Были получены значения:

Uн = 2,901 В;

Iу = -0,8992 мА.

Томск 2024