- •1. Цель лабораторной работы
- •2. Связь между токами в схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером
- •3. Статические характеристики биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером.
- •3.1. Входные характеристики
- •3.2. Выходные характеристики
- •3.3. Влияние температуры на выходные характеристики
- •4. Влияние режима работы биполярного транзистора и температуры окружающей среды на коэффициент передачи по току
- •4.1. Зависимость коэффициента передачи по току от напряжения на коллекторе
- •4.2. Зависимость коэффициента передачи по току о тока коллектора
- •4.3. Зависимость коэффициента передачи по току от температуры окружающей среды
- •5. Система н- параметров биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером
- •6. Схема лабораторной установки
- •7. Лабораторное задание
- •8. Обработка результатов измерений
- •9. Содержание отчета
- •10. Вопросы для самопроверки
- •Библиографический список
- •Кремниевые эпитаксиально-планорные p-n-p транзисторы
- •Оглавление
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В СХЕМЕ ВКЛЮЧЕНИЯ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине “Электроника” для студентов всех форм обучения направления 552500 – Радиотехника; направления 654200 – Радиотехника по специальностям: 200700 – Радиотехника; 201600 – Радиоэлектронные системы; направления 654400 – Телекоммуникация по специальностям: 200900 – Сети связи и системы коммутации; 201200 – Средства связи с подвижными объектами
Екатеринбург
2005
УДК 621.381
Составители Н.С. Устыленко, В.И. Елфимов
Научный редактор проф., канд. техн. наук А.А. Калмыков.
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В СХЕМЕ ВКЛЮЧЕНИЯ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине “Электроника” для студентов всех форм обучения направления 552500 – Радиотехника; направления 654200 – Радиотехника по специальностям: 200700 – Радиотехника; 201600 – Радиоэлектронные системы; направления 654400 – Телекоммуникация по специальностям: 200900 – Сети связи и системы коммутации; 201200 – Средства связи с подвижными объектами / Н.С. Устыленко, В.И. Елфимов. Екатеринбург: ГОУ ВПО “УГТУ-УПИ”, 2005. 25 с.
Методические указания содержат физические основы работы биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером, описание статических характеристик и параметров транзистора в схеме включения с общим эмиттером. Рассматривается влияние температуры на характеристики и параметры транзистора в данной схеме включения.
Приводятся описание схем экспериментальных исследований, лабораторное задание и порядок обработки результатов эксперимента, вопросы для самопроверки, библиографический список и приложения. Сформулированы требования к отчету.
Библиогр.: 10 назв. Табл. 2. Рис. 11. Прил. 2.
Подготовлено кафедрой “Радиоэлектроника информационных систем”.
© ГОУ ВПО Уральский государственный
технический университет - УПИ, 2005
1. Цель лабораторной работы
Исследовать характеристики и параметры биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером (ОЭ) и изучить влияние температуры окружающей среды на ход характеристик и изменение параметров.
В работе снимаются входные и выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ при комнатной температуре и повышенной температуре 70С.
По полученным характеристикам определяются HЭ– параметры.
2. Связь между токами в схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером
В данной схеме включения общим электродом выступает эмиттер. Входным электродом является база, а выходным – коллектор. В схеме включения с ОЭ входной сигнал подводится к участку база-эмиттер транзистора, а снимается с участка коллектор-эмиттер, входным током является ток базы , а выходным – ток коллектора(рис.1) [1-10]. Схема включения биполярного транзистора рис.1 соответствует его активному режиму работы.
Рис.1. Диаграмма токов в транзисторе.
Токи, протекающие в выводах транзистора, и все физические процессы в транзисторе не изменяются при изменении схемы его включения, следовательно, при протекании в цепи эмиттера тока в выводах коллектора и базы протекают токи:
; (1)
. (2)
Поскольку , то транзистор в схеме включения с ОЭ усиливает не только по напряжению, но и по току. Коэффициент усиления по току определяется из соотношения:
. (3)
В выражении (3) , если. Практическое применение находят транзисторы, имеющие, в этом случае.
Для транзистора в схеме с ОЭ важно знать зависимость между выходными и входными токами.
Используя выражение , а, находим, что,. Отсюда получаем:
. (4)
Таким образом, ток коллектора определяется выражением:
. (5)
При (обрыв базы) в цепи коллектор-эмиттер протекает ток, называемый сквозным током транзистора. Усиление неуправляемого тока коллекторного переходав () раз объясняется наличием положительной обратной связи в транзисторе с оборванной базой.
Сущность этого явления заключается в том, что дырки, генерируемые в области коллекторного перехода, уходят в коллектор, а электроны остаются в базе. В базе скапливается отрицательный объемный заряд, который не может выйти из базы в виде тока, так как вывод базы оборван.
В этом случае поле отрицательных объемных зарядов в базе воздействует на эмиттерный переход, снижая высоту его потенциального барьера, что приводит к увеличению инжекции дырок из эмиттера в базу. Некоторая часть инжектированных дырок рекомбинирует с электронами в базе, уменьшая накопленный заряд, но большая их часть проходит область базы и втягивается электрическим полем коллекторного перехода в коллектор, увеличивая ток коллектора.
Равновесие устанавливается в том случае, когда неравновесные электроны открывают путь в базу в () раз большему количеству дырок. Физические процессы, аналогичные вышеописанным, происходят и при включении в цепь базы большого сопротивления. Сквозной ток транзистора влияет на физику работы биполярного транзистора. Особенно это влияние проявляется в биполярных транзисторах, выполненных на основе полупроводникового материала германия. Сквозной ток транзистора большое влияние оказывает на работу германиевых транзисторов большой мощности. Это проявляется в уменьшении максимально допустимого напряжения на коллекторе ввиду опасности теплового пробоя коллекторного перехода. Проследим влияние значения сопротивления в цепи базы, включенного последовательно, на величину максимально допустимого напряжения коллектор-эмиттер биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером.
Наличие положительной обратной связи в транзисторе улучшает условия возникновения лавинного пробоя коллекторного перехода, поэтому предельно допустимое напряжение в схеме с ОЭ меньше предельного напряженияв схеме включения с ОБ и существенно зависит от величины сопротивления в цепи базы (рис.2) [1-3, 9].
Error: Reference source not found
Error: Reference source not found
В схеме включения биполярного транзистора с ОЭ, как и в схеме включения с ОБ, основными семействами характеристик транзистора являются входные и выходные характеристики.