Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение Высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР) Кафедра безопасности информационных систем (БИС)
ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА Отчёт по лабораторной работе №2
По дисциплине «Электроника и схемотехника» Вариант №2
Студент гр. 733-1 Сметанников Д.Е
19 . 12 .2024
Руководитель Доцент кафедры
КИБЭВС, к.т.н., доцент А.Н. Мальчуков
. .2024
Томск 2024
Введение
Цель работы – исследование режимов работы биполярного транзистора. Постановка задачи:
•Собрать схему стенда для исследования биполярного транзистора в активном режиме и насыщения для транзистора 2N2923. Последовательно устанавливать значения сопротивления R1 в кОм: 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 40, 60, 80, 100, записать показания для Uбэ, Uкэ. Вычислить ток коллектора Iк по формуле, сопротивление к-э перехода Rкэ=Uкэ/Iк и коэффициент усиления по току βDC по формуле. Определить границы активного режима и насыщения.
•Добавить на стенд переключатель как на схеме стенда для исследования биполярного транзистора в режиме отсечки. Перевести положение кнопки на резистор R1 и убедиться, что транзистор работает в том же режиме, в каком работал до добавления переключателя.
•Соберить стенд для исследования биполярного транзистора в инверсном режиме для ранее используемого транзистора. Включить схему. Записать значение Uн. Выключить схему. Перевести переключатель в другое положение и включить схему. Записать значение Iу.
•Написать выводы о проделанной работе.
2
1 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В АКТИВНОМ РЕЖИМЕ И НАСЫЩЕНИЯ
Задача: Последовательно установить значения R1 в кОм: 0,4, 0,6, 0,8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 40, 60, 80, 100, записать показания для Uбэ, Uкэ. Рассчитать Iк по формуле 1.1, Rкэ=Uкэ/Iк и βDC по формуле 1.2.
Результаты измерений представлены в таблице 1.1.
IЭ=I К +I Б |
(1.1) |
||
βDC= |
I К |
(1.2) |
|
I Б |
|
||
Примеры схем представлены на рисунках 1.1 и 1.2.
Рисунок 1.1 — Транзистор в режиме насыщения при Iб в 4,188 мА
3
Рисункок 1.2 — Транзистор в активном режиме при Iб в 0,04302 мА
4
Таблица 1.1 — Результаты измерений
Режим |
R1, кОм |
Uбэ, мВ |
Uкэ, |
Iб, мА |
Iэ, мА |
Iк, мА |
Rкэ, Ом |
βDC |
|
|
(V1) |
мВ(V2) |
(A1) |
(A2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
0,4 |
882,5 |
82,16 |
10,29 |
59,47 |
49,18 |
2 |
4,779 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
0,6 |
843,9 |
87,98 |
6,927 |
56,05 |
49,123 |
2 |
7,092 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
0,8 |
823,9 |
92,93 |
5,22 |
54,29 |
49,07 |
2 |
9,400 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
1 |
811,7 |
97,25 |
4,188 |
53,22 |
49,032 |
2 |
11,708 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
2 |
786,4 |
113,6 |
2,107 |
50,97 |
48,863 |
2 |
23,191 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
3 |
777,7 |
125,7 |
1,407 |
50,15 |
48,743 |
3 |
34,643 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
4 |
773,3 |
136,2 |
1,057 |
49,69 |
48,633 |
3 |
46,010 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
5 |
770,6 |
146,1 |
0,8459 |
49,38 |
48,5341 |
3 |
57,376 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
6 |
768,7 |
156,2 |
0,7052 |
49,14 |
48,4348 |
3 |
68,682 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
7 |
767,4 |
167,4 |
0,6047 |
48,93 |
48,3253 |
3 |
79,916 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
8 |
766,3 |
181 |
0,5292 |
48,72 |
48,1908 |
4 |
91,063 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
9 |
765,4 |
201,4 |
0,4705 |
48,46 |
47,9895 |
4 |
101,997 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Окончание таблицы 1.1
Режим |
R1, кОм |
Uбэ, мВ |
Uкэ, |
Iб, мА |
Iэ, мА |
Iк, мА |
Rкэ, Ом |
βDC |
|
|
(V1) |
мВ(V2) |
(A1) |
(A2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыще |
10 |
764,4 |
255,7 |
0,4236 |
47,87 |
47,4464 |
5 |
112,008 |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Активн |
20 |
744,2 |
2138 |
0,2128 |
28,83 |
28,6172 |
75 |
134,479 |
ый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Активн |
40 |
724,5 |
3412 |
0,1069 |
15,98 |
15,8731 |
215 |
148,486 |
ый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Активн |
60 |
713 |
3910 |
0,07145 |
10,97 |
10,89855 |
359 |
152,534 |
ый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Активн |
80 |
704,9 |
4176 |
0,05369 |
8,293 |
8,23931 |
507 |
153,461 |
ый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Активн |
100 |
698,4 |
4341 |
0,04302 |
6,628 |
6,58498 |
659 |
153,068 |
ый |
|
|
|
|
|
|
|
|
Из таблицы 1.1 видно, что при значениях Iб ниже 0,2128 мА транзистор начинает работать в активном режиме вместо насыщения.
6
2 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В РЕЖИМЕ ОТСЕЧКИ
Задача: Добавить переключатель чтобы получить режим отсечки. Сделать пояснения к режимам работы.
Примеры схем представлены на рисунках 2.1 и 2.2.
Рисунок 2.1 — Транзистор в режиме отсечки при Iб в 0 мА
Рисунок 2.2 — Транзистор в режиме насыщения при Iб в 4,188 мА
7
На рис 2.1 видно, что значения всех амперметров и вольтметра V1 = 0, в то время как вольтметр V2 показывает 5 В, равное напряжению питания, что и означает режим отсечки.
При смене положения переключателя транзистор начинает работает в режиме насыщения (рис. 2.2).
8
3 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В ИНВЕРСНОМ РЕЖИМЕ
Задача: Переделать схему в инверсный режим. Записать значение Uн и
Iу.
Примеры схем представлены на рисунках 3.1 и 3.2.
Рисунок 3.1 — Транзистор в инверсном активном режиме
9
Рисунок 3.2 — Транзистор в режиме насыщения
Из рис. 3.1 видно, что Uн = 3,245 мВ. Из рис. 3.2 видно, что Iу = -1,185 мА.
10