эбэл 3 биполярные анисимов бтс

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра БТС

отчет

по лабораторной работе №3.1

по дисциплине «Элементная база электроники»

Тема: Исследование проводимости транзисторов различного типа

Студенты гр. 3501	________________	Рябов Я.Р.
	________________	Копачев Д.А.
Преподаватели	________________	Подоксенов А.А.
	________________	Касьянова Я.С.

Санкт-Петербург

2025

Лабораторная работа № 3 часть 1

Исследование проводимости транзисторов различного типа

Цель работы: Изучение проводимости канала биполярного транзистора от управ в зависимости от величины управляющего сигнала.

Используемое оборудование: NI ELVIS Digital Multimeter (DMM), макетная плата NI ELVIS, резисторы, биполярные транзисторы, источник питания.

Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух p-n-переходов. Различают транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. В таблице 1 изображены структурная схема и графическое обозначение n-p-n и p-n-p. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой, относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.

И если кратко рассматривать принцип работы транзистор, то представляет собой управляемое сопротивление. В зависимости от подаваемого на базу напряжения будет изменяться сопротивления перехода коллектор-эмиттер (или как иногда говорят: будет изменятся ширина канала). Принцип работы транзистора очень похож на водопроводный кран. Вода в нем — это ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько сильно поворачивают ручку крана. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился.

Обработка экспериментальных данных

Транзисторы малой мощности

R_B = 43 kΩ – сопротивление на базовом резисторе

R_C = 200 Ω – сопротивление коллектора

Таблица 2: Биполярный NPN транзистор (2N3904)

№	Напряжение на базовом резисторе, В	Ток коллектора Iк, мА
1	0	-1.33
2	1	1.6
3	2	8.4
4	3	15
5	4	22
6	5	30
7	6	35.7
8	7	42
9	8	47.3
10	9	52
11	10	56
12	11	58
13	12	60

Рисунок 1 – График проводимости канала для 2N3904

Рисунок 2 – Принципиальная схема с NPN транзистором

Рисунок 3 - График проводимости канала для 2N3904 в MicroCap

R_B = 20 kΩ – сопротивление на базовом резисторе

R_C = 200 Ω – сопротивление коллектора

Таблица 3: Биполярный PNP транзистор (2N3906)

№	Напряжение на базовом резисторе, В	Ток коллектора Iк, мА
1	0	19
2	0.5	-18.8
3	1	-18.8
4	1.5	-18.7
5	2	-18.6
6	2.5	-18.33
7	3	-15
8	3.5	-8.5
9	4	-2.3
10	4.5	-0.5
11	5	-0.5

Рисунок 4 – График проводимости канала для 2N3906

Рисунок 5 – Принципиальная схема для PNP транзистора

Рисунок 6 – График проводимости канала для 2N3906 в MicroCap

Транзисторы средней мощности

R_B = 20 kΩ – сопротивление на базовом резисторе

R_C = 270 Ω – сопротивление коллектора

Таблица 3: Биполярный NPN транзистор (BD139)

№	Напряжение на базовом резисторе, В	Ток коллектора Iк, мА
1	0	-0.7
2	0.25	-0.7
3	0.5	-0.2
4	0.75	0.7
5	1	2.4
6	1.25	4.1
7	1.5	5.3
8	1.75	7.1
9	2	9
10	2.25	10.1
11	2.5	12
12	2.75	13.8
13	3	15
14	3.25	16.8
15	3.5	17.5
16	3.75	17.6
17	4	17.7
18	4.25	17.75
19	4.5	17.75
20	4.75	17.78
21	5	17.8

Рисунок 7 - График проводимости канала для BD139

Рисунок 8 - Принципиальная схема для NPN транзистора

Рисунок 9 – График проводимости канала для BD139 в MicroCap

R_B = 20 kΩ – сопротивление на базовом резисторе

R_C = 270 Ω – сопротивление коллектора

Таблица 3: Биполярный PNP транзистор (BD140)

№	Напряжение на базовом резисторе, В	Ток коллектора Iк, мА
1	0	-19.1
2	0.25	-19.05
3	0.5	-19.02
4	0.75	-19
5	1	-18.98
6	1.25	-18.94
7	1.5	-18.9
8	1.75	-18.8
9	2	-18.1
10	2.25	-16.8
11	2.5	-14.5
12	2.75	-12.3
13	3	-10.6
14	3.25	-8.3
15	3.5	-6
16	3.75	-4.3
17	4	-2
18	4.25	-0.5
19	4.5	-0.5
20	4.75	-0.5
21	5	-0.5

Рисунок 10 - График проводимости канала для BD140

Рисунок 11 - Принципиальная схема для PNP транзистора

Рисунок 12 – График проводимости канала для BD140 в MicroCap

Вывод:

В ходе данной работы, были исследованы биполярные транзисторы малой и средней мощностей. Были построены графики зависимости проводимости каналов от напряжения на базовом резисторе, с помощью платформы Ni Elvis и виртуальной программы Micro-Cap. По полученным результатам, можно сказать, что построенные ВАХ по экспериментальным данным транзисторов могут отличаться от идеальных компьютерно-смоделированных из-за различных условий, например перегрев транзистора. По ВАХ видно, что 2N3904 открывается при напряжении 0.5 В, а тока насыщения достигает при 12 В. Для PNP транзистора 2N3906 ситуация обратная, он достигает тока насыщения при 0.5 В, а закрывается при 5 В. Аналогичная ситуация и для транзисторов средней мощности, с той только разницей, что ток насыщения для BD139 достигается при 5 В.