Контрольные вопросы:

1. Нарисуйте и объясните ВАХ диода.

2. Какими параметрами характеризуется диод?

3. Что такое I_обр и из каких компонентов он состоит?

4. Как определить параметры по характеристикам диодов?

5. Что такое предельная частота диода?

6. Перечислите основные параметры стабилитрона.

16 17

Лабораторная работа № 2 Исследование биполярных транзисторов

(продолжительность – 4 часа)

Цель работы

Изучение принципа действия биполярного транзистора. Снятие семейства ВАХ транзистора в схемах с общей базой и общим эмиттером. Определение h-параметров транзистора по статическим характеристикам.

Оборудование

Учебно-лабораторный стенд «Луч» - 87Л -01, сменные платы № 5, № 6, съемные элементы (транзистор МП - 40).

Задание

1) Ознакомиться с принципом действия биполярного транзистора.

2) Записать паспортные параметра транзистора МП - 40 и определить по его статическим характеристикам h-параметры для схемы включения с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).

3) Подготовить таблицы для снятия статических характеристик транзистора.

Теория

Биполярный транзистор представляет собой трехслойную полупроводниковую структуру с чередующимся типом электропроводимости слоев и содержит два р-n перехода. Особенность транзистора состоит в том, что между р-n переходами существует взаимодействие, которое определяется тем, что ток одного из переходов может управлять током другого. Каждый из переходов может быть смещен либо в прямом, либо в обратном направлении. Область транзистора, расположенную между р-n переходами, называют базой. В зависимости от чередования слоев существуют транзисторы p-n-р типа и n-p-n типа.

В зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной цепи, различают три схемы включения транзистора (рис.1):

Рис.1

а) с общей базой (ОБ);

б) с общим эмиттером (ОЭ);

в) с общим коллектором (ОК),

При этом необходимо отметить, что схема включения никак не сказывается на физике работы транзистора, а влияет только на его характеристики.

Вид входных и выходных ВАХ транзистора зависит от схемы включения его в цепь.

При любой схеме включения транзистор может быть представлен в виде активного четырехполюсника, на входе которого действует напряжение u₁ и протекает ток i₁ а на выходе - напряжение u₂ и ток – i₂

Для транзисторов используют h-параметры, так как они наиболее удобны для измерений. Система уравнений, показывающая связь напряжений и токов с h-параметрами, имеет следующий вид:

Конкретные значения h-параметров зависят от схемы включения транзистора, а именно от того, какие токи и напряжения являются входными и выходными.

Если рассмотреть конкретный случай, то для схемы ОЭ h-параметры примут следующий вид:

-

18 19

входное сопротивление транзистора (Ом).

- коэффициент обратной связи по

напряжению.

- коэффициент усиления по току.

- выходная проводимость транзистора

(Ом ^-1).

Аналогично можно рассчитать h-параметры для схемы ОБ.

-входное сопротивление транзистора (Ом).

- коэффициент обратной связи по напряжению.

- коэффициент усиления по току.

- выходная проводимость транзистора

(Ом ^-1).

Статические характеристики транзистора в схемах ОК и ОЭ примерно одинаковы, поэтому рассмотрим характеристики только для двух способов включения: ОБ и ОЭ.

У биполярных транзисторов различают три основных режима работы: активный, отсечки, насыщения.

В схеме с ОБ входным током является ток эмиттера, а выходным- ток коллектора.

Входные характеристики в схеме с ОБ снимаются во входной цепи при фиксированных напряжениях Uкб, т.е Iэ=f(Uэб) при Uкб=const (рис.2). При Uкб =0 характеристика начинается в начале координат. Входная характеристика, снятая при большем Uкб , располагается левее и выше.

Выходные характеристики снимаются в выходной цепи при различных фиксированных значениях Iэ ,т.е Iк=f(Uкб) при Iэ=const (см.рис.2).

Режим работы транзистора при Iэ=0 называется режимом отсечки, Uкб > 0 -режим насыщения, Uкб < 0 - активный режим.

Рис 2. Статические характеристики, идеализированного транзи­стора, включенного по схеме с ОБ; А - выходные; Б - входные

В схеме с ОЭ вывод эмиттера является общим для входной и выходной цепей транзистора, поэтому входным током является I_б , выходным - I_K. Напряжение питания приложено между эмиттером и коллектором. Входные характеристики для схем с ОЭ связывают ток и напряжение базы при постоянном напряжении U_кэ , т.е Iб =f(U_бэ) при Uкэ =const (рис.3).

Выходные характеристики транзистора в схеме ОЭ определяют зависимость коллекторного тока I_K = f (U_кэ) при I_б = const .

Р

20 21

ис.3