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 №15
Студент гр. 7х3-х
_______ ххххххх
??.12.2024
Руководитель Преподаватель каф. КИБЭВС
_______ ххххххх
??.12.2024
Томск 2024
Введение
Цель работы: исследование режимов работы биполярного транзистора.
Постановка задачи:
1.Собрать схему для работы биполярного транзистора Т341 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 = 4 кОм, R1 = 7 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 = 4 кОм
3
Рисунок 1.3 – Схема при R1 = 7 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 |
619 |
260,8 |
58,34 |
10,95 |
47,39 |
5,5 |
4,33 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
596,5 |
257,3 |
54,77 |
7,339 |
47,43 |
5,42 |
6,46 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
585 |
256,9 |
52,95 |
5,519 |
47,43 |
5,42 |
8,59 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
578,1 |
257,7 |
51,84 |
4,422 |
47,42 |
5,43 |
10,72 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
563,7 |
265,8 |
49,56 |
2,218 |
47,34 |
5,61 |
21,34 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
558,6 |
276,7 |
48,71 |
1,48 |
47,23 |
5,86 |
31,91 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
555,7 |
296,5 |
48,15 |
1,111 |
47,04 |
6,3 |
42,34 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
545,2 |
634,1 |
44,55 |
0,89 |
43,66 |
14,52 |
49,06 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
531,5 |
1102 |
39,72 |
0,74 |
38,98 |
28,27 |
52,68 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
520,6 |
1474 |
35,9 |
0,64 |
35,26 |
41,8 |
55,09 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
511,6 |
1778 |
32,77 |
0,56 |
32,21 |
55,2 |
57,52 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
504 |
2032 |
30,17 |
0,5 |
29,67 |
68,49 |
59,34 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
497,5 |
2248 |
27,97 |
0,45 |
27,52 |
81,69 |
61,16 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
461,2 |
3392 |
16,3 |
0,23 |
16,07 |
211,08 |
69,87 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
434,6 |
4115 |
8,96 |
0,11 |
8,85 |
464,97 |
80,45 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
422,5 |
4389 |
6,18 |
0,076 |
6,1 |
719,04 |
80,32 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
415 |
4533 |
4,72 |
0,057 |
4,66 |
972,12 |
81,81 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
409,7 |
4622 |
3,82 |
0,046 |
3,77 |
1224,7 |
82,04 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из таблицы видно, что граница между режимом насыщения и активным находится на промежутке от 4 до 5 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.
6
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.
7
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 = 2,125 В.
8
Рисунок 3.2 – Транзистор в активном режиме
Ток работает в активном режиме, Iу = -1,251 мА.
9
Заключение
В ходе выполнения данной лабораторной работы с биполярным транзистором Т341 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 = 2,125 В и Iу = -1,251 мА в инверсном режиме транзистора.
10