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
-
С
тудент
гр. 733-1Сметанников Д.Е
19 . 12 .2024
-
Руководитель
Доцент кафедры КИБЭВС, к.т.н., доцент
А.Н. Мальчуков
. .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.
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.
(1
.1)
(1.2)
Примеры схем представлены на рисунках 1.1 и 1.2.
Рисунок 1.1 — Транзистор в режиме насыщения при Iб в 4,188 мА
Рисункок 1.2 — Транзистор в активном режиме при Iб в 0,04302 мА
Таблица 1.1 — Результаты измерений
Режим |
R1, кОм |
Uбэ, мВ (V1) |
Uкэ, мВ(V2) |
Iб, мА (A1) |
Iэ, мА (A2) |
Iк, мА |
Rкэ, Ом |
βDC |
Насыще ния |
0.4 |
882.5 |
82.16 |
10.29 |
59.47 |
49.18 |
2 |
4.779 |
Насыще ния |
0.6 |
843.9 |
87.98 |
6.927 |
56.05 |
49.123 |
2 |
7.092 |
Насыще ния |
0.8 |
823.9 |
92.93 |
5.22 |
54.29 |
49.07 |
2 |
9.400 |
Насыще ния |
1 |
811.7 |
97.25 |
4.188 |
53.22 |
49.032 |
2 |
11.708 |
Насыще ния |
2 |
786.4 |
113.6 |
2.107 |
50.97 |
48.863 |
2 |
23.191 |
Насыще ния |
3 |
777.7 |
125.7 |
1.407 |
50.15 |
48.743 |
3 |
34.643 |
Насыще ния |
4 |
773.3 |
136.2 |
1.057 |
49.69 |
48.633 |
3 |
46.010 |
Насыще ния |
5 |
770.6 |
146.1 |
0.8459 |
49.38 |
48.5341 |
3 |
57.376 |
Насыще ния |
6 |
768.7 |
156.2 |
0.7052 |
49.14 |
48.4348 |
3 |
68.682 |
Насыще ния |
7 |
767.4 |
167.4 |
0.6047 |
48.93 |
48.3253 |
3 |
79.916 |
Насыще ния |
8 |
766.3 |
181 |
0.5292 |
48.72 |
48.1908 |
4 |
91.063 |
Насыще ния |
9 |
765.4 |
201.4 |
0.4705 |
48.46 |
47.9895 |
4 |
101.997 |
Окончание таблицы 1.1
Режим |
R1, кОм |
Uбэ, мВ (V1) |
Uкэ, мВ(V2) |
Iб, мА (A1) |
Iэ, мА (A2) |
Iк, мА |
Rкэ, Ом |
βDC |
Насыще ния |
10 |
764.4 |
255.7 |
0.4236 |
47.87 |
47.4464 |
5 |
112.008 |
Активн ый |
20 |
744.2 |
2138 |
0.2128 |
28.83 |
28.6172 |
75 |
134.479 |
Активн ый |
40 |
724.5 |
3412 |
0.1069 |
15.98 |
15.8731 |
215 |
148.486 |
Активн ый |
60 |
713 |
3910 |
0.07145 |
10.97 |
10.89855 |
359 |
152.534 |
Активн ый |
80 |
704.9 |
4176 |
0.05369 |
8.293 |
8.23931 |
507 |
153.461 |
Активн ый |
100 |
698.4 |
4341 |
0.04302 |
6.628 |
6.58498 |
659 |
153.068 |
Из таблицы 1.1 видно, что при значениях Iб ниже 0,2128 мА транзистор начинает работать в активном режиме вместо насыщения.
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
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).
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.
Р
исунок
3.1 — Транзистор
в инверсном активном
режиме
Р
исунок
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.
Заключение
В проделанной работе были проведены опыты с транзистором 2N2923. Были собраны схемы для исследования биполярного транзистора в режиме насыщения и в активном режиме. При значении Iб меньше 0,2128 мА транзистор переходит в активный режим. Построены схемы для изучения транзистора в режиме отсечки. Построена схема для изучения транзистора в инверсном режиме, напряжение нагрузки Uн = 3,245 мВ, ток утечки Iу = -1,185 мА.