Министерство образования Российской Федерации

Пензенский Государственный Университет

ЭЛЕКТРОНИКА

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

Пенза 2002

УДК 621.375

Э 45

Приведено описание лабораторных работ по курсу «Полупровод­никовые приборы и устройства».

Методические указания подготовлены на кафедре «Автоматика и телемеханика» и предназначены для студентов специальности 2101.

Ил.50, табл.8, библиогр. 3 назв.

Составители: В.П.Арбузов, В.П.Маланин, В.В.Пащенко

Рецензент:

Лабораторная работа № 1

Транзисторы. Основные режимы работы.

Цель работы – исследование режимов работы и типовых схем на транзисторах.

Общие сведения

Модель транзистора. Сопротивление переходов.

Простейшая модель транзистора изображена на рис.1.

Рис.1. Простейшая модель транзистора

Цепи базы-эмиттера и базы-коллектора работают как диоды. В ра­бочем состоянии переход эмиттер-база открыт, а переход коллектор-база смещен в обратном направлении. Для этого у n-p-n транзистора потенциал коллектора должен быть более положителен, чем эмиттера и потенциал базы более положителен, чем эмиттера.

Усиление по току

Важнейшей характеристикой усиления транзистора является коэф­фициент усиления по току

где I_К – ток коллектора; I_Б – ток базы.

Вольтамперные характеристики (вах) транзистора

Транзистор является нелинейным прибором. Различают два основ­ных режима работы транзистора: ключевой и линейный. Входная и выходная характеристики транзистора представлены на рис.2. При напряжении U_Б-Э < 0,6 В переход база-эмиттер закрыт и базовый ток стремится к нулю. Коллекторный ток отсутствует. Напряжение на коллекторе равно напряжению питания схемы ключа. Увеличение на­п­ряжения U_Б-Э > 0,6 В ведет к резкому увеличению тока базы и кол­лектора, к снижению напряжения между коллектором и эмиттером U_К-Э до U_К-Эmin=0,2 В. Это режим насыщения транзистора (ключ от­крыт).

Линейный режим работы транзистора характеризуется напряже­нием U_Б-Э = 0,6…0,8 В, при этом U_К-Э = 2…8 В, ток коллектора не превышает несколько мА.

Эмиттерный повторитель.

Основными схемами включения транзистора является схема с об­щим коллектором ОК (эмиттерный повторитель) и схема с общим эмиттером ОЭ.

Любой усилительный каскад характеризуется входным и выход­ным сопротивлениями и коэффициентами усиления по напряжению, току и мощности. Важной характеристикой является динамический диапазон схемы , равный отношению максимального выходного сигнала каскада (без нелинейных искажений) к мини­мально различимому сигналу (уровню шума).

Эмиттерный повторитель имеет коэффициент усиления по напря­жению близкий к 1. При этом он обладает высоким входным и низким выходным сопротивле­нием (R_Э – сопротивление транзистора со стороны эмиттера, R_C – со­противление источника сигнала) и хорошо усиливает ток. Это позво­ляет использовать схему ОК в качестве согласующего устройства и оконечного мощного каскада.

Схемы с общим эмиттером (ОЭ)

Каскад с ОЭ является основной усилительной схемой с коэффици­ентом усиления , , .