Электроника / лабы / лаб4
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА управления и информатики в технических системах
ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭЛЕКТРОНИКА – 1
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 4
«Исследование биполярных транзисторов»
Санкт-Петербург 2011
Цель лабораторной работы:
-
Исследование зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения база-эмиттер.
-
Анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.
-
Исследование работы биполярного транзистора в режиме отсечки.
-
Получение входных и выходных характеристик транзистора.
-
. Определение коэффициента передачи по переменному току.
-
Исследование динамического входного сопротивления транзистора.
Приборы и элементы:
№ |
Название |
Изображение |
1 |
Функциональный генератор |
|
2 |
Источники переменного и постоянного напряжения |
|
3 |
Источники напряжения, управляемые током и напряжением |
|
4 |
Осциллограф |
|
5 |
Транзистор |
|
6 |
Резисторы |
|
7 |
Диод |
|
7 |
Амперметры, вольтметры |
|
9 |
Заземление |
1. Методические указания
Исследуемая схема показана на рис1. Статический коэффициент передачи тока определяется как отношение тока коллектора Iк к току базы Iб:
. (1)
Коэффициент передачи тока определяется отношением приращения коллекторного тока к вызывающему его приращению базового тока:
. (2)
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:
. (3)
3. Порядок проведения экспериментов
3.1 Эксперимент 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 DC по выражению (1). Результат записать в раздел "Результаты экспериментов".
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 – 5В/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.
Рисунок 2 Схема для снятия выходных ВАХ биполярного транзистора на экране осциллографа
в). По данным таблицы 1 раздела «Результаты экспериментов» найти коэффициент передачи тока AC 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".
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 DC
б)
-
Напряжение источника ЭДС Еб=2.68 В
Ток базы транзистора Iб
Ток коллектора транзистора Iк
Напряжение коллектор-эмиттер Uкэ
Статический коэффициент передачи DC
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, (В) |
Iб (мкА) |
Ек (В) |
|
|||||
0.1 |
0.5 |
1 |
5 |
10 |
20 |
Iк (мА) |
||
1.66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5.7 |
|
|
|
|
|
|
|
График выходной характеристики транзистора
Осциллограммы входных характеристик транзистора для разных токов базы
-
коэффициент передачи AC
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
-
В чем заключается принцип действия биполярного транзистора?
-
Что такое входные ВАХ биполярного транзистора?
-
Что такое выходные ВАХ биполярного транзистора?
-
Что такое проходная характеристика биполярного транзистора?
-
Какие существуют режимы работы транзистора?
-
От чего зависит ток коллектора транзистора?
-
Как определяется коэффициент передачи тока транзистора?
-
Как определяется входное сопротивление транзистора?
-
Что такое обратный ток коллектора?