2.3. Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать следующие разделы:

• цель работы, справочные параметры исследуемого транзистора, необходимые пояснения;

• схему исследования, определение Iбmax иIб;

• таблицы с результатами измерений;

• графики входных и выходных характеристик с построенными на них характеристическими треугольниками;

• расчет h-параметров транзистора при нормальной и повышенной температурах;

• Выводы по результатам работы.

9

3.Статические характеристики и параметры полевого транзистора

3.1. Цель работы.

Изучение статических вольт-амперных характеристик полевого транзистора при нормальной и повышенной температурах в схеме с общим истоком, определение его параметров.

3.2. Порядок выполнения работы

1. Собрать схему рис. 3. На схеме Uз – источник напряжения для питания цепи затвора, Ес – источник напряжения питания цепи стока. В цепь затвора транзистора включен микроамперметр для контроля тока и вольтметр Uзи для измерения напряжения на затворе транзистора. В цепи стока установлены приборы для измерения тока стока транзистора Iс и напряжения между стоком и истоком Uси.

2. Установить сопротивление амперметров равным 1Ом, вольтметров – 10 мОм. Выбрать из библиотеки транзистор заданного типа. Записать его параметры.

3. Установить напряжение на затворе Uз=0. Напряжение Ес равным 15В. Включить режим моделирования и убедиться, что схема работает. Записать величину тока стока. Эту величину обозначим через Icmax.

Рис.3. Схема для снятия характеристик транзистора

10

4. Включить режим моделирования и записать значения I_б,I_К,U_бЭиU_КЭ. Отметить фактическое положение рабочей точки на характеристиках. ЕслиU_КРТсущественно отличается от необходимого

значения (более 15%), скорректировать величину одного из резисторов делителя в цепи базы (рекомендуетсяR_б1). Нанести на графики коллекторных и базовых характеристик фактическое положение нагрузочной прямой и на ней положение рабочей точки.

5.Проведение исследования

5.1. Определение характеристик

Изменяя сопротивление Rб1, установить напряжение на базе равным примерно 0.5 В (500 мВ). Записать полученные значения токов и напряжений в таблицу. Уменьшая далее сопротивление Rб1, установить ток базы 9 - 11 мкА, далее 20 мкА, каждый раз записывая показания приборов в таблицу. Далее устанавливать ток базы такой величины, какой принимался в работе 2. Наконец, дойти до величины Iбнас. После того как ток коллектора достигнет значения Iкнас, увеличить ток базы еще на 20 мкА и записать полученные значения. Убедиться, что ток коллектора более не увеличивается, а Uк не уменьшается.

Повторить опыт, уменьшая ток базы на 20 мкА и занося значения в таблицу.

Заготовить таблицу 8, оставив в каждом столбце место для двух значений измеряемой величины.

Iб, мкА	0	10	20	40	80	120	…	Iбнас	+20 мкА
Uб, мВ	500
Uк, В	15 - 20
Iк, мА	0

5.2.Исследование влияния температуры

Установить ток базы такой величины, чтобы ток коллектора совпал с одним из значений таблицы 8, расположенной в области 1 мА. Записать значения токов и напряжений "холодного" транзистора. Установить температуру окружающей среды равную 50˚С (опция Analysis options меню Analysis, вкладка Global).

Вновь записать значения токов и напряжений "горячего" транзистора. Заполнить таблицу 9.

Таблица 9

	Iб	Uб	Iк	Uк
T = 20oC
T = 50oC
Изменение

15

при U_КРТ=(0,4-0,5)Е_К. Желательно установить РТ на пересечении нагрузочной прямой и одной из коллекторных характеристик.

Пример построения нагрузочной прямой и выбора рабочей точки приведен на рис.4.

Определить по характеристикам необходимый ток базы I_бРТтранзистора и напряжение на базеU_бЭРТпри этом токе. Спроектировать РТ на ось тока и напряжения. Определить напряжение на коллектореUк и ток коллектораIк.

2. Определить параметры делителя в цепи базы. Для этого принять ток через резистор R_б1I_Д=(4÷6)I_бРТ, тогдаR_б1=(Е_К-U_бРТ)/I_Д,R_б2=U_бЭРТ/(I_Д-I_бРТ). Принять значения сопротивлений резисторов равными ближайшим из ряда Е12.

3. Собрать схему усилительного каскада рис.5. Установить вычисленное значение Rк. В цепях базы и коллектора включены приборы для измерения токовIб иIк и напряженийU_бЭиU_КЭ.

Рис.5. Схема усилительного каскада на постоянном токе

Эти приборы должны быть включены в режиме измерения постоянных токов (DC). Сопротивления вольтметров установить равными 10 мОм, амперметров – 1Ом.

Величина резистора Rб1 устанавливается порядка 0.3 мОм.

14

4. Измерить напряжение отсечки Uзи_отс при котором ток стока становится приблизительно равным Iс = 10 мкА. Для этого необходимо увеличивать напряжение Uз. (Это напряжение может иметь значения от 0.5 до 1.5 В).

5.Снять семейство входных характеристик транзи-

стора Iс=f(Uзи) при Uси=Const=15В. Для этого изменяется напряжение источника Uз в интервале от напряжения отсечки до нуля (6 – 10 точек, например, через 0.2 В) и фиксируется ток стока Ic. Результаты измерений сведите в таблицу 6.

6. Повторить опыт для Uс=5В, для чего изменить напряжение источника Ес с 15 В до 5В. Результаты свести в таблицу.

Таблица 6

	Uз В	0	0,2	0,4	0,6	...	Uзиотс
Uс=15В	Ic мА	Icmax					Icmin
Uс=5В	Ic мА	Icmax					Icmin

7.Снять семейство выходных статических характеристик Iс=f(Uси) при Uз=Const. Предварительно нужно определить значения напряжения на затворе, при которых будут сниматься характеристики. Выберем приращение Uз=[Uзиотс]/4.Рекомендуется взять ближайшее кратное пятии значение. Напряжение Uси изменять от нуля до Uси_доп, но не более чем до 20В. Выходные характеристики снимать при Uз=0, Uз=0,2Uзотс, Uз=0,5Uзотс, Uз=0,7Uзотс. Результаты измерений занести в таблицу 7.

Таблица 7

Uси(В)		0	0.2	0.5	1	2	5	10	15
Uз=0	Iс
Uз=0,2Uзотс	Iс
Uз=0,5Uзотс	Iс
Uз=0,7Uзотс	Iс

11

8. Построить графики статических входных Iс=f(Uзи) (сток-затворных) и выходных Iс=f(Uси) (стоковых) характеристик.

Определить крутизну характеристики транзистора при нормальной (27ºС) температуре.

S = Ic/Uз [mA/B] при напряжении Uси=10В и Uзи=0,2Uзотс, коэффициент усиления М = Ucи/Uз.

Вершины характеристического треугольника должны совпадать со значениями таблицы 6.

На линейном участке выходной характеристики построить характеристический треугольник и определить параметр rси=Ucи/Ic при Uси =10В и напряжении Uзи=0,5Uзотс,крутизну S = Ic/Uз. Вершины треугольника должны совпадать со значениями в таблице 7.

В средине треугольника выделить точку, спроектировать ее на оси тока и напряжения и по полученным значениям Ucи и Ic вычислить сопротивление канала транзистора постоянному току Ro = Ucи/Ic. Сравнить полученную величину с сопротивлениемrси.

Вычислить статический коэффициент усиления транзистора М=S_*rси.