2. Проведение лабораторной работы.

2.1. Исследование биполярного транзистора при включении с общей базой (ОБ).

Цель исследования – экспериментальное определение параметров транзистора при данной схеме включения.

2.1.1. Снятие входной характеристики.

Собрать, используя транзистор VT1, схему, приведенную на рис. 2.15. Установить ручку регулятора напряжения в крайнее левое положение, предел измерения вольтметра PV1 – 0,75В, PV2 – 0,75В, а переключатель перевести в положение 00.

Рис. 2.15. Схема для исследования входных характеристик транзистора, включенного с общей базой.

Включить тумблером питание макета. Ручкой регулятора выставить нулевое напряжение между базой и коллектором испытуемого транзистора. Задавая переключателем значения тока эмиттера 0, 1, 3, 5, 8, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 90мА, измерить вольтметром PV1 падение напряжения на переходе эмиттер-база и результаты занести в первую незаполненную строку таблицы:

(мА)	0	1	3	5	8	10	20	30	40	50	60	90
(В)
(В)

Установить регулятором напряжение и провести аналогичные измерения, заполнив вторую строку.

2.1.2. Исследование выходных характеристик транзистора.

Собрать с транзистором VT1 схему, приведенную на рис. 2.16а.

Рис. 2.16. Схемы для исследования выходных характеристик транзистора, включенного с общей базой.

Установить соответствующим переключателем ток эмиттера равным нулю, предел измерения PA1 – 0,1мА, предел измерения PV2 – 30В, ручку регулятора напряжения в крайнее правое положение (). Включить стенд. Вращением ручки регулятора выставить напряжение. Устанавливая переключателем токи эмиттера равными 0, 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90мА, произвести измерения токов коллектора и записать результаты в крайний левый столбец, приведенной на рис. 2.17.

При токах эмиттера, превышающих 10мА, мощность, рассеиваемая на испытуемом транзисторе, может вызвать его разогрев и, соответственно, изменение характеристик. Поэтому измерения при больших токах эмиттера необходимо проводить по возможности быстрее.

Установить ток эмиттера равным нулю, задать следующее по таблице (рис. 2.17) значение напряжения и провести цикл аналогичных измерений. Последовательно изменяявплоть до нулевого напряжения, заполнить таблицу измеренными значениями токов коллектора.

	27	24	20	15	10	5	3	1	0,1	0		-0,25	-0,5
0														0
1														0
2
80														0
90														0

Рис. 2.17. Структура таблицы для записи результатов измерений при исследовании выходных характеристик транзистора.

При выключенном лабораторном стенде изменить полярность подключения измерительных приборов, как показано на рис. 2.16 б. Выставить предел измерения PV2 – 0,75В.

Вращая ручку регулятора напряжения влево, задать напряжение и провести цикл вышеописанных измерений для соответствующих значений токов эмиттера. Затем проделать аналогичные измерения дляВ.

Далее, устанавливая соответствующими переключателями требуемые значения токов эмиттера, изменять напряжение до обращения в нуль коллекторного тока. Совокупность полученных значенийзанести в крайний правый столбец таблицы измерений.

Заполненная таким образом таблица позволяет построить семейство выходных характеристик транзистора, так как в каждой из строк находятся значения токов коллектора при различных напряжениях и фиксированном для данной строки токе эмиттера.

2.1.3.Исследование частотных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОБ.

Принцип определения зависимости коэффициента от частоты входного сигналазаключается в измерении переменного тока, протекающего в выходной (коллекторной) цепи при подаче во входную (эмиттерную) цепь небольшого по величине синусоидального сигнала. Зависимость отношения эмиттерного и коллекторного токов от частоты и дает искомую функцию.

Для измерения выходного тока в коллекторную цепь вводится резистор сопротивлением 10 Ом. Величина этого тока определяется по показаниям милливольтметра переменного напряжения из соотношения . Если в процессе измерений входной ток поддерживать неизменным, то зависимостьбудет полностью повторять зависимость от частоты коэффициента.

Так как граничные частоты транзистора определяются по значениям , то экспериментально эти параметры можно найти и по графику зависимости от частоты величины, где– измеряемое в выходной цепи переменное напряжение на низких частотах.

Для измерения частотных свойств транзистора VT1 собрать схему, представленную на рис. 2.18. Конденсаторы и являются разделительными, резистор задает ток во входной цепи, а резисторслужит для измерения выходного тока.

	300 Гц	0,001	0,01	0,03	0,1	0,2	0,3	0,5	0,7	0,8	0,9
(мВ)	30 мВ											0,5 15 мВ
	1											0,5

Рис. 2.18. Схема для исследования зависимости коэффициента передачи коллекторного тока от частоты иструктура таблицы для записи результатов измерений.

Установить соответствующим переключателем постоянный ток эмиттера равным 30мА, напряжение – 10В, частоту генератора синусоидальных колебаний – 300Гц, величину его выходного напряжения 3 В, предел измерения вольтметра перемененного тока 30мВ.

Измерить милливольтметром величину напряжения и, регулируя выходное напряжение генератора, добиться, чтобыстало равным 30мВ. Увеличивая частоту генератора, при постоянном уровне его выходного сигнала, зафиксировать значение частоты в момент, когда контролируемое вольтметром переменное напряжение упадет в два раза. При этом.

В диапазоне частот 300Гц провести 10 измерений напряжения в выходной цепи транзистора, устанавливая частоту генератора равной 0,9; 0,8; 0,7; 0,5; 0,3; 0,2; 0,1; 0,03; 0,01; 0,0001. Полученные результаты занести в соответствующую строку таблицы (рис. 2.18).

2.2. Исследование биполярного транзистора при включении по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

Цель исследования – экспериментальное определение параметров транзистора при данной схеме включения.

2.2.1. Исследование входных характеристик.

Собрать, используя транзистор VT1, схему, приведенную на рис. 2.19. Установить ручку регулятора напряжения в крайнее левое положение , предел измеренийвольтметра PV1 – 0,75В, PV2 – 15В, PA1 – 0,1мА, ток базы равным нулю (соответствующий переключатель в положение 000). Включить питание стенда. Выставить напряжение равным нулю. Задавая ток базы в соответствии со значениями, указанными в таблице, определить по вольтметруPV1 падение напряжения на переходе эмиттер-база.

Рис. 2.19. Схема для исследования характеристик транзистора, включенного с общим эмиттером.

Одновременно по миллиамперметру PA1 необходимо контролировать величину коллекторного тока. Полученные значения напряжений занести в первую, а отчеты токов во вторую строку таблицы.

(мА) (В)	0	0,01	0,03	0,05	0,08	0,1	0,2	0,3	0,5	0,8	0,9
0											(В)
											(мА)
10 В											(В)
											(мА)

Установить напряжение между коллектором и эмиттером равным 10 В и провести совокупность аналогичных измерений, зафиксировав результаты во второй половине таблице.

2.2.2. Исследование выходных характеристик транзистора.

Не изменяя собранной схемы, провести совокупность измерений, аналогичных описанным в п. 2.1.2, задавая токи базы равными 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9мА. Заполнить соответствующую таблицу. В отличие от п. 2.1.2, при снятии выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОЭ, не требуется изменять полярность напряжения , его минимальное значение должно быть равно нулю.

2.2.3. Исследование частотных характеристик транзистора.

Принцип определения зависимости коэффициента усиления по току от частоты при включении транзистора с ОЭ аналогичен описанному в п. 2.1.3 при определении соответствующей зависимости.

Для снятия частотных характеристик собрать, используя транзистор VT1, схему, приведенную на рис. 2.20. Установить постоянный ток базы 0,5мА, напряжение , выходное напряжение генератора 200мВ, предел измерения вольтметра переменного тока 300мВ. Измерить на частоте 300 Гц величину напряжения в выходной цепи транзистора и, регулируя напряжение генератора, добиться, чтобы показания вольтметра (значение) стали равными 300мВ. Далее провести совокупность измерений, аналогичных описанным в п. 2.1.3 и заполнить соответствующую таблицу.

Рис. 2.20. Схема для определения зависимости коэффициента усиления по току от частоты.

2.3. Исследование характеристик транзистора при инверсном включении по схеме с общим эмиттером.

Цель исследований – экспериментальное определение параметров транзистора в инверсном включении.

2.3.1. Снятие входной характеристики.

Собрать, используя транзистор VT1, схему, приведенную на рис. 2.21. Провести цикл измерений, описанных в п. 2.2.1. Занести полученные результаты в таблицу.

Рис. 2.21. Схема для исследования характеристик

транзистора в инверсном включении.

2.3.2. Снятие выходных характеристик.

Не изменяя собранной схемы, провести цикл измерений аналогичных описанным в п. 2.2.2, задавая токи базы равными 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8мА. Заполнить полученными данными соответствующую таблицу.

Выполненные пункты лабораторной работы должны быть зафиксированы в рабочей тетради, в которой, по окончанию работы, делается соответствующая запись преподавателя.

3. Обработка экспериментальных результатов.

3.1. Обработка результатов пунктов 2.1.1 – 2.1.3.

Построить на одном листе миллиметровки входные характеристики транзистора, включенного по схеме с общей базой для и, выбрав масштаб по оси токов 10мА/см, а масштаб по оси напряжений 0,2В/см.

На другом листе миллиметровки построить семейство выходных характеристик, выбрав масштаб по оси токов 10мА/см, а по оси напряжений 2В/см.

Используя соотношение (2.4), определить по входным характеристикам параметры приВ и.

Изменение эмиттерного тока принять равным 20мАотносительно средних значений:

а) 30мА;

б) 40мА;

в) 50мА;

г) 60мА.

По семейству выходных характеристик определить и, принявотносительно точкиВпри токах эмиттера, заданных для предыдущих вычислений и мА.

По этому же семейству характеристик определить зависимость , используя соотношение (2.5) для, приняв. При этом в качествеберутся значения токов эмиттера для соседних характеристик семейства. Построить график полученной зависимости.

Определить по экспериментальным данным зависимость от частоты, построить соответствующий график. Определить по нему значения частот,и сравнить со справочными данными.

Используя соотношение (2.6), вычислить параметры эквивалентной Т-образной схемы транзистора при его включении с ОБ.

3.2. Обработка результатов, полученных при выполнении пунктов 2.2.1 – 2.2.3.

Построить на одном листе миллиметровки входные характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером для и, взяв масштаб по оси токов 0,1мА/см, а по оси напряжений 0,2В/см.

По снятым в п. 2.2.1 экспериментальным данным построить зависимости дляи(характеристики прямой передачи) и зависимости токов коллектора от тока базы при тех же значениях. Масштаб по оси коллекторных токов выбрать равным 10мА/см, по оси напряженийВ/см, а по оси базовых токов 0,1мА/см.

Построить на одном листе миллиметровки семейство выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, взяв масштаб по оси токов 10мА/см, а по оси напряжений 2В/см.

Используя соотношение (2.10), определить по входным характеристикам значения параметров прии.

При вычислениях принять мА (мА) относительно значений токов базы: 0,2мА; 0,3мА; 0,4мА; 0,5мА.

По семейству выходных характеристик определить и, приняв(5В относительно точки) при токах коллектора, соответствующих токам базы, заданным для предыдущих вычислений.

Используя это же семейство, определить зависимость по соотношению (2.11) для, приняв. В качествеберется разность между задаваемыми токами базы для соседних характеристик. Построить график полученной зависимости.

По ранее построенному графику зависимости тока коллектора от тока базы вычислить значения по формуле:

(2.14)

и построить график данной зависимости совместно с предыдущим.

Определить по экспериментальным данным зависимость от частоты, построить соответствующий график и найти по нему значения частот,и сравнить со справочными данными.

По соотношениям (2.11) рассчитать параметры эквивалентной схемы транзистора при его включении с общим эмиттером. Используя определенные ранее значения параметров эквивалентной схемы с общей базой, проверить справедливость соотношений (2.10). При вычислениях величина должна соответствовать току коллектора, совпадающему с эмиттерным током, используемым при обработке соотношений (2.5).

3.3. Обработка результатов, полученных при выполнении пунктов 2.3.1–2.3.2 лабораторной работы.

По экспериментальным данным построить входные характеристики, зависимости тока коллектора от напряжения , от тока базы и семейство выходных характеристик. Определить основные параметры транзистора и его эквивалентной схемы прии заданных в пункте 3.2 токах базы.

Сравнить полученные данные с соответствующими результатами, вычисленными в пункте 3.2 и привести в отчете соответствующие выводы.