лаба 2 / 2
.docЦель 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:
Биполярный транзистор 2N3904
Источники постоянной ЭДС
Источники переменной ЭДС
Амперметры
Вольтметры
Осциллограф
Диод
Резисторы
Краткие сведения из теории
Статический коэффициент передачи тока определяется как отношение тока коллектора IK к току базы Iб:
Коэффициент передачи тока определяется отношением приращения коллекторного тока к вызывающему его приращению базового тока:
Дифференциальное входное сопротивление rBX 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.
rЭ- дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер, определяемое из выражения:
где - постоянный ток эмиттера в миллиамперах.
Первое слагаемое выражения много меньше второго, поэтому им можно пренебречь.
Дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер для биполярного транзистора сравнимо с дифференциальным входным сопротивлением транзистора в схеме с общей базой, которое определяется при фиксированном значении напряжения база-коллектор. Оно может быть найдено как отношение приращения к вызванному им приращению тока эмиттера.
Эксперимент 1. Определение статического коэффициента передачи тока транзистора.
-
Iб=0,050mA
Ik=8,901 mA
Uk=10B
Uб=0,722B
β1= Ik/ Iб=178,02
-
Iб=0,020mA
Ik=3,332 mA
Uk=10B
Uб=0,695B
β2= Ik/ Iб=166,6
-
Iб=0,020mA
Ik=3,131 mA
Uk=5B
Uб=0,695B
β3= Ik/ Iб= 156,55
Эксперимент 2. Измерение обратного тока коллектора.
Iб=-6,67pA
Ik=0,888 uA
Uk=5B
Uб=0,669uB
Эксперимент 3. Получение выходной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.
|
Ik |
Ek |
||||
Eб(B) |
Iб(мкА) |
0,1 |
0,5 |
1 |
10 |
20 |
1,66 |
10 |
0,254 |
1,341 |
1,35 |
1,515 |
1,702 |
2,68 |
20 |
0,509 |
2,95 |
2,97 |
3,332 |
3,734 |
3,68 |
30 |
0,759 |
4,584 |
4,615 |
5,176 |
5,802 |
4,68 |
40 |
1,005 |
6,224 |
6,267 |
7,027 |
7,873 |
5,7 |
50 |
1,252 |
7,884 |
7,937 |
8,901 |
9,972 |
График выходной характеристики транзистора
Эксперимент 4. Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.
Eб |
Iб |
Uб |
Ik |
1,66 |
10 |
0,674 |
1,515 m |
2,68 |
20 |
0,695 |
3,734m |
3,68 |
30 |
0,707 |
6,423m |
4,68 |
40 |
0,715 |
9,564m |
5,7 |
50 |
0,722 |
0,013 |
График зависимости тока базы от напряжения база-эмиттер
Расчет по результатам измерений. Сопротивление rвх =216.4372
Эксперимент 5. Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОБ.
График зависимости тока эмиттера от напряжения база-эмиттер.
Дифференциальное сопротивление база-эмиттер: RЭ = 7,434 Ом.
Ответы на вопросы.
1. Ток коллектора зависит от тока базы и сопротивления нагрузки. Чем больше ток базы, тем больше ток коллектора. А в режиме насыщения дальнейшее увеличение тока базы не приводит к увеличению тока коллектора. В базу транзистора подаются значительно меньшие токи, чем протекают через коллектор. Соотношение токов коллектора и базы называются коэффициентом усиления транзистора.
2. Да. Прямопропорционально.
3. В режиме отсечки оба перехода транзистора находятся в закрытом состоянии. Структура транзистора и потоки носителей в режиме отсечки приведены на рис. Как видно из рисунка, сквозные потоки электронов в режиме отсечки отсутствуют. Через переходы транзистора протекают потоки неосновных носителей заряда, создающие малые и неуправляемые тепловые токи переходов. База и переходы транзистора в режиме отсечки обеднены подвижными носителями заряда, в результате чего их сопротивления оказываются очень высокими. Поэтому часто считают, что транзистор, работающий в режиме отсечки, представляет собой разрыв цепи. Режимы насыщения и отсечки используются при работе транзисторов в импульсных (ключевых) схемах.
4. Входная характеристика представляет собой зависимость силы тока базы от напряжения база-эмиттер при постоянном напряжении коллектор-эмиттер. Она имеет такой же вид, как прямая ветвь ВАХ полупроводникового диода. Выходные характеристики биполярного транзистора при схеме включения с общим эмиттером представляют собой зависимости силы тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при различных постоянных значениях тока базы.
5. Ток эмиттера и напряжение база-эмиттер
связаны экспоненциальной зависимостью, описывающей вольтамперную
характеристику диода, смещенного в прямом направлении.
6. Нет. Зависит от коэффициента передачи тока.
7. Нет. rэ=25/ Iэ
8. Незначительное, можно считать, что дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер приблизительно равно.