Задание

1. Перерисуйте схемы, изображённые на рис.1, в рабочую тетрадь. Укажите направления тока в схемах выпрямителей для обоих полупериодов питающего

напряжения.

2. Введите в поле Electronics Workbench электрическую схему, показанную на рисунке 1,а. Вместо трансформатора используйте источник синусоидальной Э.Д.С. напряжением 110 В. С помощью осциллографа проконтролируйте напряжение на выходе схемы.

Примечание: Вид схем на экране монитора (см. рис.2) может отличаться от рис.1 из-за разницы стандартов на условные обозначения в странах СНГ и в стране, разработавшей пакет Electronics Work Bench.

Рис.2. Примерный вид схем на экране монитора.

3. Измерьте постоянное напряжение и амплитуду пульсаций на выходе схемы при С₀=10 мкФ на холостом ходу и с нагрузкой 1 кОм. Рассчитайте для обоих случаев коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения. Данные измерений и вычислений занесите в рабочую тетрадь в таблицу произвольной формы.

4. Повторите измерения и расчёты по п.2 и п.3 с другими значениями емкостей конденсаторов на выходе выпрямителя: С02 = 100 мкФ и С03 = 1000 мкФ.

5. Повторите опыты п.2 - п.4 для схем рис.1,в и 1,г.

6. К схеме с удвоением напряжения вместо нагрузочного резистора 1 кОм подключите резистор сопротивлением 2 кОм.

7. Сравните качество работы различных схем выпрямителей и сделайте выводы по работе.

Лабораторная работа № 2

Тема: Исследование работы биполярного транзистора.

Цель работы: снятие входных и выходных статических характеристик биполярного транзистора.

Теоретические сведения

Транзисторы типов p-n-p или n-p-n, называемые часто биполярными транзисторами, представляют собой тонкую пластинку слаболегированного германия или кремния с электронной или дырочной проводимостью, на которой методом вплавления или диффузии получены два электронно-дырочных перехода. Расстояние между p-n переходами должно быть меньше диффузионной длины носителей зарядов.

Устройство германиевого биполярного транзистора типа p-n-p показано на рис.1 а. В кристалл германия с электронной электропроводностью с двух сторон вплавлены кусочки индия, образующие область кристалла с дырочной электропроводностью. Кристалл с электронной электропроводностью называется базой транзистора, область кристалла с дырочной электропроводностью с p-n переходом малой площади называется эмиттером, а переход соответственно называется эмиттерным p-n переходом. Область кристалла с дырочной электропроводностью и p-n переходом большой площади называется коллектором, а переход называется коллекторным. Условное обозначение биполярного транзистора типа p-n-p показано на рис 1.б.

Биполярный транзистор типа n-p-n (рис.1в.) отличается от транзистора p-n-p тем, что основной кристалл, образующий базу транзистора, имеет дырочную электропроводность, а благодаря вплавлению или диффузии создаются у поверхности области кристалла, имеющие электронную электропроводность. Условное обозначение транзистора n-p-n показано на рисунке – 1.г.

Рис.1

Обе разновидности транзистора отличаются только типом основных носителей заряда и полярностью внешних напряжений, принцип действия у них один и тот же. Поясним его на примере транзистора p-n-p, включение которого в цепь источников питания показано на рис 2.

Рис.2

Через открытый эмиттерный p-n переход течет прямой ток I_э. Концентрация атомов примеси в эмиттере значительно выше, чем в базе транзистора, и, следовательно, в эмиттере существенно выше концентрация дырок, чем концентрация электронов в базе. Поэтому ток I_э обусловлен дырками.

Небольшая часть дырок, попав в базу, рекомбинирует с электронами базы, образуя ток базы I_б. Однако значительно большая часть дырок за счет перепада их концентрации в базе и за счет того, слой базы очень тонкий, достигают коллекторного перехода прежде, чем произойдет рекомбинация.

Под действием ускоряющего электрического поля Е_к дырки втягиваются из базы в коллектор, образуя ток I_к. Так как степень рекомбинации дырок в базе очень мала,

то I_э= I_к+I_бI_к.

Связь между эмиттерным и коллекторными токами характеризует коэффициент передачи тока

Коэффициент всегда меньше 1. Обычно =0,9…0,995.

Поскольку через закрытый коллекторный переход кроме тока дырок течет незначительный ток неосновных носителей заряда , так называемый обратный ток I_ко,то с учетом его

В рассмотренной схеме включения транзистора базовый электрод является общим для эмиттерной и коллекторной цепей. Такую схему включения транзистора называют схемой с общей базой, эмиттерную цепь называют входной, а коллекторную- выходной.

Однако схему с общей базой применяют крайне редко из-за низкого коэффициента передачи по току и низкого входного сопротивления. Наиболее часто транзистор включают по схеме с общим эмиттером (рис.3).

Рис.3.

В этом случае ток базы является входным, а ток коллектора – выходным. Связь между ними устанавливает коэффициент передачи по току

При =0,9…0,995 коэффициент Для схемы с общим эмиттером

_, где

Таким образом, транзистор в схеме с общим эмиттером дает значительное усиление по току.