МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

(Технический университет)

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

по дисциплине

«Электроника и электротехника»

Выполнил: Студент группы x-xx Ghost

Проверил: ________(Рябов Н.И.)

Москва — 2003

Изучение статических вольтамперных характеристик биполярного транзистора и определение параметров его модели для схемотехнических расчетов.

Цели работы:

• Экспериментальное исследование входных и выходных вольтамперных характеристик (ВАХ) биполярного транзистора;

• Приобретение навыков определения параметров схемотехнической модели Гуммеля-Пуна биполярного транзистора по результатам измерения его ВАХ;

• Приобретение навыков расчета схем с помощью программы схемотехнического анализа РSPICE.

Задание 1. Снять выходные вольтамперные характеристики транзистора по схеме 1.

Iб	Uкэ, В	Iк, мА
Схема 1 3 0 мкА	3,75	3,02
	3,27	2,99
	2,78	2,96
	2,24	2,93
	1,74	2,88
	1,251	2,83
	0,712	2,80
	0,505	2,78
	0,406	2,76
	0,350	2,73
	0,292	2,65
	0,245	2,360
	0,200	1,728
	0,155	1,004
	0,133	0,73
	0,099	0,421

Iб	Uкэ, В	Iк, мА	Iб	Uкэ, В	Iк, мА
50 мкА	2,84	4,97	70 мкА	1,85	6,90
	2,31	4,93		1,52	6,85
	1,81	4,87		1,23	6,79
	1,318	4,82		1,08	6,75
	0,71	4,72		0,81	6,69
	0,522	4,70		0,62	6,67
	0,410	4,65		0,51	6,63
	0,36	4,53		0,45	6,55
	0,314	4,27		0,41	6,45
50 мкА	0,262	3,56	70 мкА	0,36	6,21
	0,225	2,77		0,30	5,51
	0,185	1,85		0,245	4,13
	0,149	1,21		0,219	3,29
	0,103	0,667		0,178	2,17
	0,068	0,350		0,143	1,43
				0,108	0,883
				0,0666	0,452

П

А

В

о данным таблицы построим семейство характеристик I_к=f(U_кэ) с параметром I_б.

Определим сопротивление коллектора для ветви характеристики, соответствующей наибольшему току базы. Для этого воспользуемся формулой:

где и ― изменение напряжения и тока в области насыщения.

Определим напряжение Эрли для ветви характеристики, соответствующей среднему значению тока базы:

,

где и ― изменение напряжения и тока в области больших напряжений, а ― значение тока коллектора, в котором берется приращение.

Задание 2. Снять входные вольтамперные характеристики транзистора по схеме 2.

Iб,мкА	Uбэ, В	Iк, мА
10	0,585	0,98
20	0,608	2,08
30	0,621	3,22
40	0,631	4,43
50	0,638	5,61
60	0,645	6,76
70	0,65	7,72
80	0,655	8,36
9 Схема 2 0	0,658	8,58
100	0,66	8,76

По данным таблицы построим в логарифмическом масштабе зависимости I_к=f(U_бэ) и I_б=f(U_бэ).

А

U_бэ, В

Определим ток насыщения и коэффициент неидеальности. Для этого необходимо решить систему уравнений:

Где значения тока и напряжения берутся на участке, где зависимость тока от напряжения является экпоненциальной.

Решая эту систему (для этого воспользуемся программой MathCad), получаем:

Зная значения тока насыщения и коэффициента не идеальности, найдем сопротивление базы и коэффициент усиления:

Здесь должен быть график B_f(U_бэ) = I_к/I_б, по которому и определяется B_f

Задание 3. Расчет выходных и входных характеристик с использование PSPICE.

Исходя из ранее рассчитанных параметров составим входной файл для расчета выходных ВАХ:

Ouput VAC

Ib 0 1 30u

Vc 2 0 5V

Q1 2 1 0 kt315

.model kt315 NPN(Is=4.427e-13 Bf=100 Vaf=50 Nf=1.06 Rb=70 Rc=30)

.DC Vc 0 3 0.02 Ib 30u 70u 20u

.probe

.end

Используя этот входной файл, получим следующее семейство выходных характеристик:

I_к, А

U_кэ, В

Пунктиром представлен практический результат, сплошной линией ― рассчитанный в PSPICE.

Входной файл для расчета входных ВАХ:

Input VAC

Vb 1 0 1V

Vc 2 0 480m

Q1 2 1 0 kt315

.model kt315 NPN(Is=4.427e-13 Bf=100 Vaf=50 Nf=1.06 Rb=70 Rc=30)

.DC Vb 0.5 0.8 0.005

.probe

.print DC ic(q1) ib(q1)

.end

И

А

U_бэ, В

спользуя этот входной файл, получим следующее семейство входных характеристик:

- 8 -