Министерство образования и науки Российской Федерации

Гоу оренбургский государственный университет

Физический факультет

Кафедра «Проектирования и технологии радиоэлектронных средств»

Методические указания к лабораторной работе

По предмету: “Общая электротехника и электроника”

“Измерение h - параметров маломощных транзисторов”

Оренбург 2010

Тема: Измерение h - параметров маломощных транзисторов.

Цель работы: ознакомится с методикой измерения параметров транзисторов и правилами эксплуатации испытателя маломощных транзисторов.

Работа рассчитана на два лабораторных занятия по 4 часа. На первом занятии предполагается ознакомление с основными теоретическими положениями, измерение нагрузочных и статических характеристик в схемах с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором. На втором занятии измеряются h - параметры транзистора.

Основные теоретические положения

Для расчета характеристик транзистора в цепи переменного тока применяется эквивалентный активный четырехполюсник.

Электрические параметры транзистора связывают напряжения и токи на входе и выходе транзистора между собой

Здесь коэффициенты h₁₂ являются параметрами четырехполюсника (транзистора). Эти h-параметры определяются путем измерений.

1. U₂=0 — входное сопротивление транзистора при короткозамкнутых ВЫХОДНЫХ (U2=0)

2. U₂=0 — коэффициент усиления тока при короткозамкнутых выходных выводах (при U₂=0)

3. I₁=0 — коэффициент обратной связи по напряжению при холстом ходе на первичных выводах (при I₁=0)

I₁=0 — выходная проводимость в режиме холостого хода на первичных выводах (при I₁=0)

Измерение h-параметров осуществляется для схем включения транзисторов с общей базой и с общим эмиттером

(h_11b, h_12b, h_21b, h_22b) И (h_11e, h_12e, h_21e, h_22e)

Ниже приведены схемы для измерения h-параметров.

Обозначения

ИТ — испытуемый транзистор,

Г -генератор низкочастотного сигнала,

C – конденсатор, обеспечивающий короткое замыкание

И – значение напряжения, измеренное вольтметром

U_Г – действующее значение напряжения на входе генератора

Схема измерения h_11b

Схема измерения 1 – h_21b

Схема измерения h_12b

Схема измерения h_22b

Схема измерения h_11E

Схема измерения 1 _­­+ h_21E

Схема измерения h_12E

Схема измерения h_22E

Порядок выполнения работы

1. Ознакомится с оборудованием и аппаратурой

а) Измеритель h-параметров маломощных транзисторов Л2-22/1

б) Исследуемый транзистор

2. Ознакомится с техническими данными Л2-22/1.

Измеряемые параметры.

1. В схеме с общей базой

а) h_11B в пределах 3÷З00Ом при 1е≥0.1(мА);

б) 1-h₂₁ в пределах 0,003÷0,3 при 1е≥0,1(мА);

г) h_22B в пределах 0,1*10^-6-10-10^-6 (Сименс).

2. В схеме с общим эмиттером.

а) h_11B в пределах 0,1÷ 10(кОм) при 1е≥0.1(мА);

б) h_12E в пределах 0,1*10^-3-3*10^-3;

в) l+h_21E в пределах 10÷1000 при 1е≥0.1(мА);

г) h_22E в пределах 0,1*10^-4÷3*10^-4 (Сименс).

3) Обратный ток эмиттера I_EBO, обратный ток коллектора I_CBO, обратный ток коллектор-эмиттер при заданном сопротивлении в цепи база –эмиттер I_CER, обратный ток коллектор-эмиттер при коротко замкнутых выводах эмиттера и базы I_CES, измеряется в пределах от 0,03 до 100мА.

4) Измеритель обеспечивает режимы по постоянному току:

а) U_CB и U_EB ступенями через 1V и 10V в пределах 2÷99(V);

б) I_E в пределах 30÷90(мА);

5) Ознакомится с конструкцией Л2-22/1:

Органы управления:

• тумблер “СЕТЬ”;

• индикатор “ПЕРЕГРУЗКА” и кнопка снятия блокировки;

• ключи “ТОКИ-ОБЩ. БАЗА-ОБЩ. ЭМИТТЕР”, “h₁₁ – 1 – h_21B”, “1 – h_21e”, “h₁₂—h₂₂”, “I_CES, I_CER, I_CBO, I_EBO” – для выбора измеряемого параметра;

• переключатели пределов измерения токов и h-параметров “мА-ПРЕДЕЛЫ-h”;

• два переключателя “U_CE, U_CB, U_EB ,V” для декадной регулировки коллекторного или эмиттерного напряжений;

• три переключателя “I_EmA” для декадной регулировки тока эмиттера от 0,1 до 29,9мА;

• переключатель “I_EmA” для регулировки тока эмиттера от 30 до 90mА;

• переключатель установки дискретного значения сопротивления в цепи база-эмиттер “R_BE кОм” при измерении I_CER;

• кнопка “КАЛИБР ТОКА” и переменный резистор, ось которого выедена по шлиц, для калибровки при измерении обратных токов;

• тумблер “n-р-n—р-n-р”— для выбора типа транзистора;

• ручка “КАЛИБР h” — для калибровки h-параметров;

• колодка для выключения транзистора.

На задней панели:

• “УСТ. НУЛЯ h” — для установки нуля при измерении h-параметров;

• “УСТ. НУЛЯ”, “КАЛИБР”— используются при недостаточных пределах регулирования аналогичными резисторами на передней панели.

Подготовить прибор к работе:

• тумблер “СЕТЬ”— в нижнее положение;

• ключи — в среднее положение, ручки переключателей пределов — в нулевое положение, “мА-пределы-h” — в крайнее правое положение;

• включить кабель питания и тумблер “СЕТЬ”(верхнее положение);

• прогреть прибор (15 минут);

• соединить перемычкой выводы “Э” и “Б” колодки, закрыть крышку, ключ “h₁₁ — l — h_21B”, “l + h_21E” в положение h_11;

• резистором “Уст. нуля h”, расположенным на задней панели установить на нуль стрелку отсчетного прибора;

• убрать перемычку, ключ — в среднее положение;

• установить ручкой “КАЛИБР. h” стрелку отсчетного прибора на отметку 10 шкалы 0 — 10;

• установить ключ “ТОКИ-ОБЩ. БАЗА-ОБЩ. ОБЩ - ЭМИТТЕР” в положение “ТОКИ”, установить “ПРЕДЕЛЫ мА” в крайнее правое положение;

• резистором “УСТ НУЛЯ”, расположенным на передней панели установить стрелку прибора на нуль;

• кнопку “КАЛИБР ТОКА” нажать и установить стрелку прибора на отметку 10 шкалы 0 — 10 резистором “КАЛИБР ТОКА”.

5) Приступить к измерениям.

а) измерение h-параметров в схеме с общей базой:

• установить тумблер “n-р-n—p-n-р” в требуемое положение, в зависимости от испытуемого транзистора (смотри справочные материалы);

• ручками “U_CE, U_CB, U_EB, V” установить напряжение (5 вольт);

• ручками “I_EmA” установить ток эмиттера (1 mA);

• установить испытуемый транзистор в колодку и закрыть крышку;

• ключ “ТОКИ ОБЩ, БАЗА-ОБЩ ЭМИТТЕР” — в положение “ОБЩ. БАЗА”;

• пользуясь ключами “h₁₁-1-h_21B”, “h₁₁-h₂₂” и переключателем “ПРЕДЕЛЫ h” отсчитать значение параметра по прибору. Если в процессе измерения переключатель “ПРЕДЕЛЫ h” устанавливается на риску содержащую число “3” то значения фиксируют по нижней шкале для обеспечения более точных измерений. Если переключатель “ПРЕДЕЛЫ h” устанавливается на риску содержащую число “1” то значения фиксируют по верхней шкале.

б) Измерение h-параметров в схеме с общим эмиттером. Действия аналогичны описанным в пункте а) за исключением того, что ключ устанавливается в положение “ОБЩ. ЭМИТТЕР”.

в) Измерение обратных токов:

• установить режимы “U_CE, U_CB, U_EB, V” и “I_EmA” по пункту а);

• установить транзистор в колодку и закрыть крышку;

• ключ “ТОКИ-ОБЩ. БАЗА-ОБЩ. ЭМИТТЕР” — положение “ТОКИ”;

пользуясь ключом “I_CES, I_CER, I_CBO, I_EBO” и переключателем “ПРЕДЕЛЫ мА” отсчитать значение тока по прибору. Если в процессе измерения переключатель “ПРЕДЕЛЫ h” устанавливается на риску содержащую число

“3” то значения фиксируют по нижней шкале. Если переключатель “ПРЕДЕЛЫ h” устанавливается на риску содержащую число “1” то значения фиксируют по верхней шкале.

Внимание!

• при измерении I_CER установить переключателем “R_BE кОм” сопротивление 1кОм;

• при измерение I_EBO нажать кнопку “I_EBO”;

г) Результаты занести в таблицу:

Тип транзистора

Схема с общей базой

Схема с общим эмиттером

ICES

ICER

ICBO

IEBO

h11b

1-h21В

h12В

h22В

h1E

1+h21Е

h12E

h22Е

МП39

МП41

Контрольные вопросы.

1. Конструкция и типы транзисторов.

2. Принцип действия биполярного транзистора.

3. Статические характеристики транзистора.

4. Обсудите сходство и различия выходных и входных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОБ и ОЭ.

5. Поясните, что произойдет, если у биполярного транзистора поменять местами выводы коллектора и эмиттера. Как изменятся токи эмиттера, коллектора, базы, обратный ток коллекторного перехода и коэффициент передачи α? Начертите примерный вид входных и выходных характеристик.

6. Дифференциальные параметры транзисторов.

7. Определение h – параметров по статическим характеристикам.

8. Схемы замещения транзистора (Т – образная, П – образная, гибридная).

9. Какие из h – параметров транзистора изменяется по величине и как, если в Т – образной схеме замещения увеличивать r_Б?

10. Параметры, характеризующие режим работы усиления транзистора, и их связь с дифференциальными параметрами.