Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора
Исследование
характеристик и параметров биполярного транзистора
Введение
Цель работы: первичное знакомство с пакетом
Electronics Workbench, в процессе которого студентам следует научиться строить
схемы на экране монитора, подключать измерительные приборы, изменять параметры
элементов и запускать схему в работу.
Исследование характеристик и параметров
биполярного транзистора подразумевает снятие статических характеристик
транзистора и вычисление с их помощью параметров транзистора. Эти характеристики
и параметры потребуются в дальнейших лабораторных работах.
1. Результаты работы и их анализ
.1 Нами был выбран полевой
транзистор «2N3947»
Снимем входную и проходную
статические
характеристики выбранного биполярного транзистора. Для этого целесообразно
использовать отдельные источники питания для коллектора и базы (еще удобнее для
питания базовой цепи пользоваться источником тока - см. рис. 2.1)
Рис. 2.1 - Схема снятия статистических
характеристик
Характеристики снимем при
фиксированном напряжении на коллекторе 5 В. Целесообразные значения тока коллектора
0,515 мА. С
учетом этого выбираются значения тока источника в цепи базы.
Результаты измерений занесем в
таблицу 2.1:
Таблица 2.1 - Статистические
характеристики транзистора
Iб, мкА
|
Iк, мА
|
Uб, мВ
|
5
|
0,84
|
693
|
10
|
1,82
|
713
|
15
|
2,79
|
725
|
20
|
3,74
|
733
|
25
|
4,67
|
739
|
30
|
5,58
|
744
|
35
|
6,48
|
749
|
40
|
7,35
|
753
|
45
|
8,21
|
756
|
50
|
9,06
|
760
|
55
|
9,89
|
762
|
60
|
10,7
|
765
|
65
|
11,5
|
768
|
70
|
12,3
|
770
|
75
|
13,1
|
772
|
80
|
13,8
|
774
|
85
|
14,6
|
776
|
90
|
15,3
|
778
|
Построим характеристики и для
дальнейшего использования.
Рис. 2.2 - Входная статическая
характеристика
Рис. 2.3 - Проходная статическая
характеристика
Выберем положение рабочей точки по входной
характеристике и обеспечим ее в схеме питания фиксированным током базы:
Iб0
= 60 мкА; Iк0
= 10.7 мА; Uб0
= 0.765 мВ
Для того чтобы напряжение на коллекторе осталось
примерно тем же, следует обеспечить соответствующее увеличение напряжения
питания по формулам (2.1) и (2.2)
(2.1)
(2.2)
Рисунок 2.4 - Схема питания фиксированным током
базы
Получим: E=
15.7 В; Uк0=
5 В; Rк
= 1000 Ом; Ik0=
0.0107 А; Rб=
248.83 Ом
Перейдем к схеме коллекторной стабилизации
(рис.8, б) и обеспечим тот же режим работы транзистора.
. (2.3)
Рисунок 2.5 - Схема коллекторной
стабилизации
По формуле (2.3) получим: Iб0=
0,00006 А; Uб0=
0,765 В
Поставим в цепь эмиттера
сопротивление (рисунок 2.6) и, задавшись током делителя, равным десятикратному
току базы, обеспечим тот же самый режим работы в схеме эмиттерной стабилизации.
При этом увеличим напряжение питания на величину, соответствующую падению
напряжения на сопротивлении в цепи эмиттера В.
(2.4)
(2.5)
(2.6)
Рисунок 2.6 - Схема эмиттерной стабилизации
По формулам (2.4 - 2.6) получим: Uэ=
10.76 А; Rэ=
1000 Ом; Iк0=
10.7 мА; Iб0=
60 мкА; Iдел=
0.6 мА; Rб1
=19 кОм; Rб2
= 22.62 кОм;
Найдем дополнительные характеристики транзистора
2N3947 Zвх
и S из формул (2.7) и
(2.8).
(2.7)
(2.8)
биполярный транзистор
статистический
Таблица 2.1 - Характеристики транзистора
Iб0
мкА
|
Iк0
мА
|
Uб
В
|
Zvx
Ом
|
S
|
13
|
2.24
|
0,01
|
769,2308
|
0,224
|
20.6
|
2.94
|
0,01
|
485,4369
|
0,294
|
22.9
|
3.46
|
0,01
|
436,6812
|
0,346
|
-