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 электронновычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА Отчет по лабораторной работе №2
по дисциплине «Электроника и схемотехника» Вариант №3
Студент гр. 7х3-х
_______ ххххххх
10.12.2024
Руководитель Преподаватель КИБЭВС
_______ ххххххх
10.12.2024
Томск 2024
Введение
Целью работы является исследование режимов работы биполярного транзистора.
Постановка задачи:
1.Собрать схему для работы биполярного транзистора 2N2924 в режиме насыщения и активном режиме, измерить Uбэ, Uкэ, Iэ, Iб; вычислить Iк, Rкэ, ẞdc, изменяя сопротивление резистора R1, а также определить границу режимов;
2.Собрать схему для исследования работы биполярного транзистора в режиме отсечки;
3.Собрать схему для исследования работы биполярного транзистора в инверсном режиме, измерить Uн, Iу;
4.Написать вывод о проделанной работе.
2
1 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В АКТИВНОМ РЕЖИМЕ И НАСЫЩЕНИЯ
Схемы были собраны с использованием системы моделирования
Electronics Workbench.
На рисунках 1.1, 1.2, 1.3 приведены рисунки схемы работы транзистора при R1 = 0,4 кОм, R1 = 7 кОм, R1 = 100 кОм, соответственно. На рисунке 1.1 транзистор в режиме насыщения, т.к. Uбэ > Uкэ. На рисунке 1.2 также транзистор находится в режиме насыщения. На рисунке 1.3 резистор находится в активном режиме, так как Uбэ < Uкэ.
Рисунок 1.1 – Схема при R1 = 0,4 кОм
Рисунок 1.2 – Схема при R1 = 7 кОм
3
Рисунок 1.3 – Схема при R1 = 100 кОм
В таблице 1.1 приведены результаты измерений Uбэ, Uкэ, Iэ, Iб и вычислений Iк (1.1), Rкэ (1.2), ẞdc (1.3) при разном сопротивлении R1, а также режимы резистора (Н – насыщения, А – активный).
I к=I э−I б ; |
(1.1) |
||||
Rкэ= |
U кэ |
; |
(1.2) |
||
|
|
|
|||
|
|
Iк |
|
||
βdc = |
I к |
. |
(1.3) |
||
|
|||||
|
|
Iб |
|
||
4
Таблица 1.1 – Результаты измерений и вычислений из схемы
R1, кОм |
Uбэ, мВ |
Uкэ, мВ |
Iэ, мА |
Iб, мА |
Iк, мА |
Rкэ, Ом |
ẞdc |
Режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
882,9 |
81,72 |
59,48 |
10,29 |
49,19 |
1,66 |
4,78 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
844,3 |
87,31 |
56,05 |
6,926 |
49,12 |
1,78 |
7,09 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
824,4 |
92,02 |
54,3 |
5,22 |
49,08 |
1,87 |
9,4 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
812,1 |
96,09 |
53,23 |
4,188 |
49,04 |
1,96 |
11,71 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
786,9 |
111,1 |
50,99 |
2,107 |
48,88 |
2,27 |
23,2 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
778,2 |
121,5 |
50,19 |
1,407 |
48,78 |
2,49 |
34,67 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
773,8 |
130 |
49,76 |
1,057 |
48,7 |
2,67 |
46,08 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
771,1 |
137,2 |
49,47 |
0,8458 |
48,62 |
2,82 |
57,49 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
769,3 |
143,8 |
49,27 |
0,7051 |
48,56 |
2,96 |
68,88 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
768 |
150 |
49,1 |
0,6046 |
48,5 |
3,09 |
80,21 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
767 |
156 |
48,97 |
0,5291 |
48,44 |
3,22 |
91,55 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
766,2 |
162 |
48,85 |
0,4704 |
48,38 |
3,35 |
102,85 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
765,6 |
168,1 |
48,74 |
0,4234 |
48,32 |
3,48 |
114,12 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
757,9 |
771,1 |
42,5 |
0,2121 |
42,29 |
18,23 |
199,38 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
738,4 |
2523 |
24,87 |
0,1065 |
24,76 |
101,88 |
232,52 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
727,1 |
3251 |
17,56 |
0,07122 |
17,49 |
185,89 |
245,56 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
719 |
3653 |
13,52 |
0,05351 |
13,47 |
271,27 |
251,66 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
712,7 |
3909 |
10,95 |
0,04287 |
10,91 |
358,39 |
254,42 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из таблицы видно, что граница между режимом насыщения и активным находится на промежутке от 10 до 20 кОм.
5
2 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В РЕЖИМЕ ОТСЕЧКИ
Для исследования транзистора в режиме отсечки была собрана схема, изображенная на рисунках 2.1 и 2.2. На рисунке 2.1 показан режим отсечки, на рисунке 2.2 – активный режим.
Рисунок 2.1 – Транзистор в режиме отсечки
Так как оба p-n перехода закрыты, то ток через амперметры не течет, поэтому показания на них равны 0, а Uкэ = 5 В. Транзистор закрыт.
Рисунок 2.2 – Транзистор в активном режиме В активном режиме ток коллектора зависит от тока базы, переключатель
соединяет базу с резистором, поэтому значения измерительных приборов соответствуют табличным значениям.
6
3 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В ИНВЕРСНОМ РЕЖИМЕ
Для исследования транзистора в инверсном режиме была собрана схема, изображенная на рисунках 3.1 и 3.2. На рисунке 3.1 транзистор находится в инверсном режиме, так как положение переключателя на сопротивлении R1.
Рисунок 3.1 – Транзистор в инверсном режиме Так как это инверсный режим, то коллекторный переход открыт, а
эмиттерный закрыт. По показаниям Uн = 2,573 В.
Рисунок 3.2 – Транзистор в активном режиме Ток работает в активном режиме, Iу = -1,186 мА.
7
Заключение
В ходе выполнения данной лабораторной работы с биполярным транзистором 2N2924 были созданы схемы в электронной системе моделирования Electronics Workbench. Были собраны схемы, в которых транзистор работал в активном, насыщения, отсечки и в инверсном режиме. Была построена таблица исходя из показаний амперметров и вольтметров при разном сопротивлении. Были измерены Uн = 2,573 В и Iу = -1,186 мА в инверсном режиме транзистора.
8