Лабораторная работа №2 / Лаба ПП-2 (без выходных характеристик)

Министерство Образования Российской Федерации

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра промышленной электроники

Лабораторная работа ПП-2.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И

ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Выполнили:

студенты ФАП группы ПЭ-322

Проданюк В.

Козлов П.

Ахметова М.

Коновалов К.

Проверил: Кудаяров Р.А.

Уфа 2004

Цель работы: изучение переходных характеристик биполярного транзистора в различных режимах работы и определение параметров, характеризующих его инерционные свойства.

Краткая теория.

Инерционные свойства биполярных транзисторов и его динамические модели.

При быстрых изменениях входного сигнала биполярного транзистора имеет место задержка выходных сигналов и искажение их фронтов по сравнению с прямоугольными импульсами. Физически это объясняется конечной подвижностью носителей заряда (электронов и дырок), т.е. перераспределение концентраций зарядов и суммарного неравновесного заряда Q по обе стороны от эмиттерного и коллекторного переходов и в самой области пространственного заряда (ОПЗ) при внешнем воздействии на БТ не происходит мгновенно. Это эквивалентно действию барьерной и диффузионной емкостей на эмиттерном и коллекторном переходах. Целью анализа переходных процессов является определение законов изменения токов и напряжений во времени на электродах БТ и соответствующих постоянных времени, определяющих форму передних и задних фронтов импульсов.

Эквивалентная схема идеализированной статической

модели Эберса-Молла.

Импульсный режим замыкания ключа.

Рассмотрим ключ по схеме с ОЭ.

Пусть на вход подан ступенчатый сигнал.

Динамические кривые, иллюстрирующие процесс

переключения ключа на биполярном транзисторе.

Стадия формирования положительного фронта.

Пусть отпирающий ток I_Б1 достаточен для последующего насыщения БТ:

Длительность положительного фронта

Стадия рассасывания избыточного заряда.

Накопленный в режиме насыщения избыточный заряд не может измениться скачком. Главное внешнее проявление стадии рассасывания состоит в задержке начала отрицательного фронта относительно момента поступления запирающего сигнала Эта задержка характеризуется временем рассасывания t_р.

Формирование отрицательного фронта.

Длительность отрицательного фронта при выходе из насыщения «по коллектору»

Если рассасывание при сильном запирающем сигнале завершается раньше у эмиттерного перехода, то

Лабораторный стенд.

Уточнение значений I_Б1.нас, I_К.нас, β при нормальном включении биполярного транзистора.

Номер опыта	RК, кОм	IБ1.нас, мА	IК.нас, мА	Расчетный ток IК.нас, мА	β	Среднее значение β
1	0,4646	0,3	9,793	19,93	32,64	29,16
2	0,737	0,2267	6,174	12,56	27,23
3	1,169	0,1218	3,892	7,92	31,95
4	2,06	0,089	2,209	4,5	24,82

График режимной зависимости β=f(I_К.нас).

Определение постоянной времени для активного режима τ_α и ее зависимости от сопротивления R_К.

Но-мер опы-та			tр, мкс			Обратный ток в режиме отсечки Iко, мкА	Усредненные значения
1	0,08	0,07	0,02	0,033	6,135	7,5	6,25	0,0353	8,125
2	0,1	0,06	0,018	0,035	7,217	9
3	0,12	0,05	0,0017	0,037	5,6	11
4	0,12	0,045	0,016	0,036	6,067	5

Оценка постоянной времени τ_н в режиме насыщения.

Номер опыта	tр, мкс			Усредненные значения
1	0,02	0,0104	0,0359	0,04205	0,017625	0,006375
2	0,018	0,006	0,0403
3	0,0017	0,0007	0,0435
4	0,016	0,0084	0,0485

Выходные характеристики.