Лабораторна робота № 6 Дослідження вихідних характеристик біполярного транзистора за схемою се

Короткі теоретичні відомості

Транзистори, в яких крайні області мають діркову провідність, а середня — електронну, називаються транзисторами р-n-р - типу. Транзистори, в яких країні області мають електронну провiдність, а середня - діркову, називаються транзисторами р-n-р типу. Середня область називається базою, крайні — емiтером i колектором.

На рисунку 6.1 зображений транзистор р-n-р - типу з підключеними джерелами живлення. При підключенні колекторної напруги U_кб відбувається зворотнє зміщення колекторного переходу, i в колекторному кoлi з'являється слабкий струм, обумовлений наявністю неосновних носіїв. При підключенні емітерної напруги U_еб oпip емітерного переходу зменшується i через нього проходить прямий струм, обумовлений переміщенням дірок з емітера в базу i електронів з бази в емітер. Оскільки в транзисторах, як було вказано раніше, концентрація носіїв заряду в базі значно менша, ніж в емітері, то число дірок, які поступили з емітера в базу, в багато разів більше числа електронів, які рухаються у протилежному напрямку. Отже, майже весь струм через емітерний перехід обумовлений дірками. Електронна складова емітерного струму є несуттєвою; вона замикається через коло бази i не бере участі в створенні струму колектора.

Рисунок 6.1 – Ввімкнення транзистора

Дірки, при попаданні в базу, для якої вони є неосновними носіями заряду, починають рекомбінувати з електронами. Оскільки базовий шар дуже вузький, то майже всі дірки встигають досягнути колекторного р-n-р переходу до того часу, поки відбудеться рекомбінація. Підійшовши до колектора, дірки починають відчувати дію електричного поля, створеного джерелом U_кб. Воно для дірок є прискорюючим, і через це вони швидко втягуються з бази в колектор і приймають участь в створенні колекторного струму.

Приймаючи до уваги малу ступінь рекомбінації дірок з електронами в області бази, можна вважати струм колектора І_к приблизно рівним струму емітера І_е.

Схеми вмикання транзисторів. В залежності від того, який електрод є загальним для вхідного і вихідного кола, розрізняють три схеми включення транзисторів: із спільною базою (СБ) рисунок 6.2а, спільним емітером (СЕ) рисунок 6.2б та спільним колектором (СК) рисунок 6.2в. Показані схеми включення для постійного струму.

Рисунок 6.2 – Схеми ввімкнення транзисторів

Одним з основних показників, які характеризують підсилювальні властивості транзистора, є коефіцієнт передачі за струмом, який визначається відношенням приросту вихідного струму, до приросту вхідного струму, що його викликав, при постійній напрузі в вхідному колі.

Для схеми з СБ вихідним є струм колекторного кола, а вхідним — струм емітерного кола. Тому коефіцієнт передачі за струмом для схеми з СБ:

а = ∆І_к/∆І_е при U_к=const

завжди менший 1 і лежить в межах 0,96... 0,99.

В схемах з СЕ вихідним є струм колектора, а вхідним — струм бази. Тому коефіцієнт передачі за струмом в схемі з СЕ:

Статичні характеристики. Для всіх трьох схем включення можливо дослідним шляхом отримати вхідні і вихідні статичні характеристики. Вони поєднують між собою струми і напруги різних електродів.

На рисунку 6.3 показані вхідні і вихідні статичні характеристики для схеми з СЕ. Вхідні характеристики для даної схеми являють собою залежність І_б = f (U_еб) при U_кe = соnst, а вихідні - І_к = f (U_kе) при І_б = соnst.

Рисунок 6.3 – Вхідні і вихідні статичні характеристики для схеми зі спільним емітером

Мета роботи:

Зняти вихідні характеристики біполярного транзистора ввімкненого за схемою “спільний емітер”.

Прилади та обладнання:

1. Досліджуваний транзистор.

2. Вольтметр.

3. Міліамперметр.

4. Джерело живлення 3 та 15 В.

5. З’єднувальні провідники.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з вище приведеними теоретичними відомостями.

2. Ознайомитись з вимірювальною апаратурою.

3. Зняти дані залежності колекторного струму від напруги колектор-емітер при І_б.= 1 мА:

• зібрати схему, яка приведена на рисунку 6.4, підімкнувши схему до джерел живлення: G1 – 3 В, G2 – 15 В;

• міліамперметр виставити в положення 200 мА;

• змінюючи напругу джерела живлення G2 з інтервалом 1 В зняти покази колекторного струму і занести дані в таблицю 6.1;

• після виставлення нової колекторної напруги кожного разу коректувати струм бази так щоб він залишався стабільним.

Рисунок 6.4 – Схема ввімкнення біполярного транзистора за схемою “спільний емітер” для зняття характеристик

Таблиця 6.1 – Залежність колекторного струму від напруги колектор-емітер при І_б.= 1 мА

Uке, В	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ік, мА

4. Повторити п. 3 при базовому струмі 2 та 3 мА.

Таблиця 6.2 – Залежність колекторного струму від напруги колектор-емітер при І_б.= 2 мА

Uке, В	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ік, мА

Таблиця 6.3 – Залежність колекторного струму від напруги колектор-емітер при І_б.= 3 мА

Uке, В	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ік, мА

5. Нарисувавши лінійну систему координат побудувати графіки залежності колекторного струму від напруги колектор-емітер при різних U_бе (графіки в одних координатних осях). Вісь x – U_ке; вісь y – І_к.

Зміст звіту

1. Мета роботи

2. Прилади і обладнання

3. Привести досліджувану схему

4. Заповнити таблиці

5. Побудувати графіки

6. Висновки по роботі

Контрольні запитання

1. Яка будова біполярного транзистора?

2. Від чого залежить колекторний струм, в якій мірі?

3. Чи може впливати температура на колекторний струм, яким чином?

4. Що зміниться при зміні опору в колекторному колі?

Лабораторна робота № 7