Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиотехнических систем (РТС)

Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора

Отчёт по лабораторной работе

по дисциплине «Схемотехника»

Выполнили:

Студент гр. 122-1

_________ Е.И. Гуляев

_________ Г.М. Дударев

«__» ___________ 2024 г.

Проверил:

Доцент каф. РТС

________ _________ Л.И. Шарыгина

«__» ___________ 2024 г.

Томск 2024

Введение

Цель работы: первичное знакомство с пакетом Electronics Workbench, в процессе которого студентам следует научиться строить схемы на экране монитора, подключать измерительные приборы, изменять параметры элементов и запускать схему в работу.

Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора подразумевает снятие статических характеристик транзистора и вычисление с их помощью параметров транзистора. Эти характеристики и параметры потребуются в дальнейших лабораторных работах.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

   1. Схема экспериментальной установки

Сначала была снята входная Iб = f(Uб) и проходная Ik = f(Uб) статические характеристики для транзистора 2N2218. Для этого в симуляторе электрических цепей Workbench была смоделирована схема, представленная на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема снятия статических характеристик

Снятые характеристики были занесены в таблицу 1.1. Условия измерения Uк = 5 В.

Таблица 1.1. Статические характеристики транзистора

Iб, мкА	62	75	85	95	100	108	115	130	140	170
Iк, мА	5,03	6,09	6,9	7,7	8,1	8,7	9,3	10,5	11,3	13,7
Uб, В или мВ	694,5	700	703,5	707	708,4	710	712,6	716,3	718,6	724,7

Затем были построены входная и проходная характеристики транзистора (Iб=f(Uб) и Ik=f(Uб)), представленные на рисунках 1.2 и 1.3.

Рисунок 1.2 - Входная характеристика транзистора 2N2218

Рисунок 1.3 - Проходная характеристика транзистора 2N2218

Далее была выбрана рабочая точка со следующими характеристиками: iб0 = 108 мкА, ik0 = 8.7 мА, Uб0 = 710 мВ и собрана схема питания фиксированным током базы, представленная на рисунке 1.3.

Рисунок 1.4 - Схема питания фиксированным током базы

Для того, чтобы напряжение на коллекторе осталось примерно тем же, следует обеспечить соответствующее увеличение напряжения питания:

Затем была собрана схема коллекторной стабилизации, представленная на рисунке 1.5 и обеспечен тот же режим работы транзистора.

Рисунок 1.5 - Схема питания коллекторной стабилизации

Далее в цепь эмиттера было поставлено сопротивление. Напряжение, падающие на этом резисторе было принято, как Uэ = 2В. Ток делителя был задан как десятикратный ток базы. Полученная схема представлена на рисунке 1.4. При этом напряжение питания было увеличено на величину, равную падению напряжения на сопротивлении в цепи эмиттера.

кОм

Рисунок 1.6 - Схема с добавленным эмиттерным сопротивлением

Далее был построен график зависимости крутизны от тока покоя коллектора.

Крутизна транзистора рассчитывается по формуле:

Входное сопротивление транзистора рассчитывается по формуле:

Рассчитанные значения были занесены в таблицу 1.2:

Таблица 1.2 – Рассчитанные значения

, мА	1,4	1,4	1,4	1,4	1,3	1,41	1,35	1,34	1,35
, мВ	31,7	14,4	9,4	7,4	5,9	5	4,3	3,9	3,5
	17	17	17	17	17	17	17	17	17
	0,04	0,10	0,15	0,19	0,22	0,28	0,31	0,34	0,39
, Ом	1865	847	553	435	347	294	253	229	206

Затем были построены графики зависимостей Rвх = f (iб) и S0 = f (ik). Представленные на рисунках 1.7 и 1.8.

Рисунок 1.7 - График зависимости крутизны от тока покоя коллектора

Затем был построен график зависимости входного сопротивления от тока пока базы. График представлен на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 - График зависимости входного сопротивления от тока покоя базы

Заключение

В данной работе были проведено первичное знакомство с пакетом Electronics Workbench, в процессе которого был изучен процесс построения схем, подключения измерительных приборов, измерение параметров элементов и запуска схем в работу.

Были исследованы характеристики и параметры биполярного транзистора, а именно: снятие статических характеристик транзистора и вычисление с их помощью параметров транзистора.