124

IV. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чем заключается отличие полупроводников от проводников и диэлектриков?

2.Что такое собственная, электронная и дырочная проводимости полупроводников?

3.Объясните возникновение двойного электрического слоя на границе р-n – перехода.

4.Объясните физические механизмы возникновения прямого и обратного токов диода.

5.Каковы основные параметры и характеристики полупроводниковых диодов?

6.Где применяются полупроводниковые диоды и какие функции они при этом выполняют?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 18

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА ЦЕЛЬ РАБОТЫ: снятие выходных и входных характеристик и

определение статистических параметров транзистора.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: установка для снятия характеристик транзистора, исследуемые транзисторы, источник питания.

I.КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Как отмечалось в лабораторной работе № 18, при контакте двух полупроводников различного типа проводимости образуется Р-n переход,

126

Под действием электрического поля батареи э дырки из эмиттера попадают в базу. Слой базы очень тонкий (порядка нескольких микрометров), поэтому дырки не успевают рекомбинировать в базе и проходят через коллекторный переход, попадая в коллектор. Через эмиттерный переход течет ток Jэ , создаваемый преимущественно основными носителями эмиттера (дырками), а через коллектор течет ток Jк , создаваемый неосновными зарядами базы (дырками), причем Jэ Jк.

При подаче переменного сигнала Uс число дырок, пришедших из эмиттера в базу, изменится, а значит, изменится и число дырок, попавших в коллектор. Следовательно, всякое изменение тока в цепи эмиттера приводит к изменению тока в коллекторе.

Поскольку сопротивление коллекторного перехода велико (он включен в запорном направлении), изменение тока Jк значительно изменяет напряжение Uк , а значит и мощность. Таким образом, транзистор, включенный по данной схеме, усиливает переменный сигнал Uс по напряжению и мощности.

Рассмотренная схема включения транзистора является схемой с общей базой ОБ. Кроме того, существуют схемы включения транзистора с общим эмиттером ОЭ и общим коллектором ОК.

В данной лабораторной работе снимают характеристики транзистора, включенного с общим эмиттером ОЭ (рис. 3).

Свойства транзистора в такой схеме определяются входной и выходной характеристикам и статистическими параметрами: входное и выходное сопротивление и коэффициент усиления по току.

127

Входная характеристика – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном входном напряжении

J f (U ) при Uк = const

Этот параметр легко найти из графика входной характеристики (рис.4). Выходная характеристика – это зависимость выходного тока от выходного

напряжения при постоянном входном токе.

Оно определяется из графика выходной характеристики (рис. 5)

Коэффициент усиления по току равен отношению изменения силы входного тока к соответствующему изменению силы тока базы.

при U /к = const.

Коэффициент усиления по току определяется из графика выходных характеристик, снятых при значениях тока базы J 1 и J 2 (рис.5).

II. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Схема установки для исследования транзистора приведена на рис. 6.

128

Рис.6

Напряжение от источника 1 при замыкании ключа К1 подается на базу транзистора Т. Напряжение на базе регулируется потенциометром П1. При замыкании ключа К2 напряжение от источника 2 подается в цепь коллектора К, которое можно изменять потенциометром П2. Сила тока в цепи базы измеряется микроамперметром, а в цепи коллектора – миллиамперметром. Напряжение, подаваемое на базу и коллектор измеряется вольтметрами V и

Vk .

III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ЗАДАНИЕ 1. Снятие входной характеристики транзистора J f (U ) при Uk=const и определение входного сопротивления транзистора.

ВНИМАНИЕ! Подавать напряжение на коллектор (между коллектором и эмиттером) можно только при наличии напряжения на базе (между базой и эмиттером).

1.Включите установку с помощью ключей К1 и К2 .

2.Снимите входную характеристику транзистора. Для этого установите постоянное напряжение на коллекторе Uк1. Изменяя напряжение на базе U с помощью потенциометра П1 , запишите соответствующие значения силы тока базы J .

3.Установите напряжение на коллекторе Uк2 с помощью потенциометра П2 и вновь снимите зависимость тока базы J от U .

129

ПРИМЕЧАНИЕ: значения Uк1 , Uк2 и интервалы изменения U задаются преподавателем.

4.Данные опыта занесите в таблицу 1.

5.Постройте входные характеристики транзистора.

6.По одной из входных характеристик транзистора рассчитайте входное сопротивление транзистора:

Таблица 1

ЗАДАНИЕ 2 Снятие выходных характеристик транзистора при U=const и определение статистического коэффициента усиления по току.

ВНИМАНИЕ! Подавать напряжение на коллектор можно только при наличии напряжения на базе.

1.Включите установку ключами К1 и К2 .

2.Снимите выходную характеристику транзистора. Для этого установите

постоянное значение тока базы J 1 . Изменяя напряжение на коллекторе Uк потенциометром П2, запишите соответствующие значения тока в цепи коллектора Jк..

3.Установите ток базы J 2 потенциометром П1 и вновь снимите зависимость тока в цепи коллектора Jк от напряжения на коллекторе Uк.

4.Данные опыта занесите в таблицу 2.

5.Постройте выходные характеристики транзистора.

6.Рассчитайте статистический коэффициент усиления по току:

130

7. По одной из выходных характеристик транзистора определите выходное сопротивление:

8. Сделайте выводы.

Таблица 2

Результаты эксперимента

ПРИМЕЧАНИЕ: значения J 1 , J 2 , Uк и интервалы изменения Uк задаются преподавателем.

IV. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1.Как образуется р-п – переход и каким свойством он обладает?

2.Как устроен и как работает транзистор?

3.Какие существуют схемы включения транзистора?

4.Чем обусловлен эмиттерный и коллекторный ток?

5.Как рассчитать коэффициент передачи по току, входное и выходное сопротивление при включении транзистора по схеме с общим эмиттером?

6.Что называется входной и выходной характеристиками транзистора?

7.Что называется коэффициентом усиления по току и как он определяется?