Контрольные вопросы
1. Какова величина порогового напряжения варикапа?
2. Как ведет себя емкость запорного слоя при увеличении обратного напряжения и почему?
Испытаниеpn-переходов биполярного транзистора и снятие его выходных характеристик с помощью осциллографа Общие сведения
Транзистор (рис. 2.5.1) представляет собой полупроводниковый триод, у которого тонкий р-проводящий слой помещен между двумяn-проводящими слоями (n-p-n транзистор) илиn-проводящий слой помещен между двумя р-проводящими слоями (p-n-p транзистор).
p
-n
переходы между средним слоем (база)
и двумя крайними слоями (эмиттер и
коллектор) обладают выпрямительным
свойством, которое можно исследовать
как в случае любого выпрямительного
диода.
Рис. 2.5.1
В транзисторе p-n-pтипа (рис. 5.2.1а) ток от эмиттера к коллектору через базу обусловлен неосновными для базы носителями заряда – дырками. При положительном направлении напряженияUЭБэмиттерныйp-nпереход открывается, и дырки из эмиттера проникают (инжектируются) в область базы. Часть из них уходит к источнику напряженияUЭБ, а другая часть достигает коллектора. Возникает так называемый транзитный тока от эмиттера к коллектору. Он резко возрастает с увеличениемUЭБи тока базы.
В транзисторе n-p-nтипа (рис. 5.2.1б) транзитный ток через базу обусловлен также неосновными для нее носителями заряда – электронами. Они инжектируются из эмиттера, если к эмиттерномуp-nпереходу прикладывается напряжениеUБЭ.
Токи эмиттера, коллектора и базы связаны между собой уравнением первого закона Кирхгофа:
IК =IЭ –IБ.
Ток базы существенно меньше IК иIЭ, но от него сильно зависит какIК, так иIЭ. Отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы называется коэффициентом усиления по току:
b=DIК ¤DIБ.
Он может иметь значения от нескольких десятков до нескольких сотен. Поэтому с помощью сравнительно малого тока базы можно регулировать относительно большие токи коллектора (и эмиттера).
Экспериментальная часть Задание
Протестировать p-nпереходыp-n-pиn-p-nтранзисторов мультиметром в режиме тестирования диодов. Исследовать влияние тока базы на вольтамперную характеристикуIК(UКЭ)p-n-p транзистора с помощью осциллографа.
Порядок выполнения эксперимента
Переключите мультиметр в режим тестирования диодов и измерьте падение напряжения на p-nпереходах транзисторов по приведённым в табл. 2.5.1 схемам.Примечание: в режиме тестирования диодов мультиметр измеряет падение напряжения на открытом p-n переходе при определённом токе (примерно 1 мА), создаваемом самим прибором. В обратном направлении он показывает обрыв цепи (1 в старшем разряде).
Таблица 2.5.1
|
Схемы изме- рений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Соберите цепь согласно схеме (рис. 2.5.2). В этой цепи между эмиттером и коллектором действуют полуволны синусоидального напряжения, а между базой и эмиттером - регулируемое постоянное напряжение. Диод VD1 включён для защиты эмиттерного перехода транзистора от пробоя при «неправильной» полярности источника постоянного напряжения, а диодVD2 – для исключения обратного напряжения между эмиттером и коллектором.
Рис. 2.5.2
Включите осциллограф, настройте усиление и установите режим XY. Включите инвертирование каналаYдля правильного отображения полярности сигнала.
Регулируя тока базы от 0 до максимального значения и наоборот, пронаблюдайте за изменением кривой IК(UKЭ) на осциллографе. При нескольких значениях тока базы (включая нулевое и максимальное) перерисуйте кривуюIК(UKЭ) с осциллографа на рис. 2.5.3. Не забудьте указать масштабы по осям и токи базы для каждой кривой.
На семействе кривых IК(UKЭ) выберите какое-либо постоянное напряжениеUKЭ(например, 5 В) и на рис. 2.5.4 постройте зависимостьIК(IБ) для этого значения напряженияUKЭ. Рассчитайте и на этом же рисунке постройте графикb(IБ) = DIК¤DIБ. Нанесите шкалы по осям.
Рис. 2.5.3
Рис. 5.2.3.