Электроника / лабы pdf / лаб4

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Цель лабораторной работы:

1.Исследование зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения база-

эмиттер.

2.Анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.

3.Исследование работы биполярного транзистора в режиме отсечки.

4.Получение входных и выходных характеристик транзистора.

5.

. Определение коэффициента передачи по переменному току.

6. Исследование динамического входного сопротивления транзистора.

Приборы и элементы:

№

Название

Изображение

XFG1

1

Функциональный генератор

Источники переменного и постоянного

V1

V1

2

20V 100Hz 0Deg

напряжения

12V

Источники напряжения, управляемые

V1

V4

3

1V/V

током и напряжением

1Ohm

		XSC1
4	Осциллограф	G
	A	T
		B
		Q1
5	Транзистор	2N3904

6									R1
	Резисторы
							1kohm
						D1
7	Диод
					DIODE_VIRTUAL
7	Амперметры, вольтметры		+				-										+			-
				00.000			A												00.000	V
9	Заземление

1. Методические указания

Исследуемая схема показана на рис1. Статический коэффициент передачи тока определяется как отношение тока коллектора Iк к току базы Iб:

βDC	=	I	к	.	(1)
		I
			б

Коэффициент передачи тока определяется отношением приращения коллекторного тока к вызывающему его приращению базового тока:

βАC =	I	к .	(2)
	I	б

Дифференциальное входное сопротивление rвх транзистора в схеме с общим эмиттером (ОЭ) определяется при фиксированном значении напряжения коллектор-

эмиттер. Оно может быть найдено как отношение приращения напряжения база-эмиттер к вызванному им приращению тока базы:

r =	Uбэ	=	Uбэ2	− Uбэ1	.	(3)
вх	Iб		Iб2	− Iб1

3.Порядок проведения экспериментов

3.1Эксперимент 1. Определение статического коэффициента передачи тока транзистора.

а) Собрать схему (рис.1). Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел "Результаты экспериментов". По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора βDC по выражению (1). Результат записать в раздел "Результаты экспериментов".

				+		i k
				00.000	A
				-				V2
	i b			Q1				10V
R1
	+	-		2N3904				E k
	00.000	A
100kohm
V1		U be	+	V		+	V	U ke
5.7V			00.000			00.000
			-			-
E b

Рисунок 1 Схема включения биполярного транзистора с ОЭ

б) Изменить номинал источника ЭДС Еб до 2.68 В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел

"Результаты экспериментов". По полученным результатам подсчитать коэффициент и записать в раздел "Результаты экспериментов".

2.2 Эксперимент 2. Измерение обратного тока коллектора.

На схеме рис. 1 установить номинал Ек равным 10 В. изменить номинал источника ЭДС Eб=О В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора для данных значений тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в раздел "Результаты экспериментов".

2.3 Эксперимент 3. Получение выходной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

а) В схеме (рис. 1) провести измерения тока коллектора Iк для каждого значения Ек и Еб и заполнить таблицу 1 в разделе "Результаты экспериментов". По данным таблицы построить график зависимости Iк от Ек.

б) Собрать схему, изображенную на рис. 2. Включить схему. Установить режим А/В (зависимость тока коллектора Iк от напряжения коллектор-эмиттерUкэ) и масштаб по каналу А- 10мВ/дел, по каналу В – 5 В/дел. Зарисовать осциллограмму выходной характеристики, соблюдая масштаб, в разделе "Результаты экспериментов". Повторить измерения для каждого значения Еб из таблицы 1. Осциллограммы выходных характеристик для разных токов базы зарисовать в разделе "Результаты экспериментов"

на одном графике.

	XSC1
	G
A	T
	B

R1

1kohm

D1

DIODE_VIRTUAL

V1				V3
1Ohm
				20V 100Hz 0Deg

	R2	Q1
		2N3904
V2	100kohm
5.7V

Рисунок 2 Схема для снятия выходных ВАХ биполярного транзистора на экране осциллографа

в) По данным таблицы 1 раздела «Результаты экспериментов» найти коэффициент передачи тока βAC при изменении базового тока с Iб1=10 мкА до Iб2=30 мкA, Ек=10 В.

Результат записать в раздел "Результаты экспериментов".

2.4 Эксперимент 4. Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

а) В схеме на рис.1 установить значение напряжения источника Ек =10В и провести измерения тока базы Iб, напряжения база-эмиттер Uбэ тока эмиттера Iэ для различных значений напряжения источника Еб в соответствии с таблицей 2 в разделе "Результаты экспериментов". Обратить внимание, что коллекторный ток примерно равен току в цепи эмиттера.

б) В разделе "Результаты экспериментов" по данным таблицы 2 построить график зависимости тока базы Iб от напряжения база-эмиттер Uбэ.

в) Собрать схему, изображенную на рис. 3. Включить схему. Зарисовать входную характеристику транзистора, соблюдая масштаб, в разделе "Результаты экспериментов".

г) По данным таблицы 2 раздела «Результаты экспериментов» найти сопротивление rвх при изменении базового тока с Iб1=10 мкА до Iб2=30 мкA. Результат записать в раздел

"Результаты экспериментов".

	XSC1
	G
A	T
	B

	V1
		R2	Q1
			2N3904
D1	1Ohm	500kohm	V2
DIODE_VIRTUAL		V4
			2V
		1V/V
V3
5.7V 100Hz 0Deg

Рисунок 3 Схема для снятия входных ВАХ биполярного транзистора на экране осциллографа

3. Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Определение статического коэффициента передачи тока транзистора.

а)

Напряжение источника ЭДС Еб=5.7 В

Ток базы транзистора Iб

Ток коллектора транзистора Iк

Напряжение коллектор-эмиттер Uкэ

Статический коэффициент передачи βDC

б)

Напряжение источника ЭДС Еб=2.68 В

Ток базы транзистора Iб

Ток коллектора транзистора Iк

Напряжение коллектор-эмиттер Uкэ

Статический коэффициент передачи βDC

Эксперимент 2. Измерение обратного тока коллектора.

Обратный ток коллектора транзистора Iко

Ток базы транзистора Iб

Напряжение коллектор-эмиттер Uкэ

Эксперимент 3. Получение выходной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

Таблица 1

Eб,	Iб (мкА)				Ек (В)
(В)
		0.1	0.5	1		5	10	20
1.66
2.68									Iк
									(мА)
3.68
4.68
5.7

График выходной характеристики транзистора

Осциллограммы входных характеристик транзистора для разных токов базы

коэффициент передачи βAC

Эксперимент 4. Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

Таблица 2

Eб, (В)	Iб (мкА)	Uбэ, (мВ)	Iк (мА)
1.68
2.68
3.68
4.68
5.7

График зависимости тока базы от напряжения база-эмиттер

Осциллограмма входной характеристики транзистора

сопротивление rвх, (Ом)

4.Контрольные вопросы

1.В чем заключается принцип действия биполярного транзистора?

2.Что такое входные ВАХ биполярного транзистора?

3.Что такое выходные ВАХ биполярного транзистора?

4.Что такое проходная характеристика биполярного транзистора?

5.Какие существуют режимы работы транзистора?

6.От чего зависит ток коллектора транзистора?

7.Как определяется коэффициент передачи тока транзистора?

8.Как определяется входное сопротивление транзистора?

9.Что такое обратный ток коллектора?