Исследование биполярного транзистора

Исследование биполярного транзистора

Лабораторная работа

Исследование биполярного транзистора

Цель работы

1.      Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

2.      Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой.

Краткие теоретические сведения

Транзистор - это полупроводниковый элемент, имеющий в своём составе как минимум два p-n перехода (p-n-p или n-p-n) и три электрических вывода. Транзисторы бывают биполярными и полевыми.

Биполярным транзистором называют трёхэлектродный полупроводниковый прибор с двумя близкорасположенными электронно-дырочными переходами. Они служат для усиления, генерирования, преобразования и коммутации сигналов и т.д.

Ток в биполярном транзисторе определяется движением носителей зарядов двух знаков - отрицательных (электронов) и положительных (дырок). Существует три схемы включения биполярных транзисторов: 1)Схема с общим эмиттером; 2)Схема с общей базов; 3)Схема с общим коллектором. При этом цепи рассматривают только относительно переменного тока. Принцип действия биполярного транзистора любой структуры основан на создании транзисторного (проходящего) потока носителей заряда из эмиттера коллектор через базу и управления этим потоком посредством тока базы. Основные свойства биполярного транзистора определяются процессами в его базе.

Биполярные транзисторы являются ассиметричными приборами, что обеспечивает быстрейшее протекание переходных процессов при переключениях:

1.Эмиттерный электронно-дырочный переход между базой и эмиттером ₁-p по площади меньше коллекторного .

.Знак плюс означает, что концентрация примесей в эмиттере в стони раз превышает концентрацию примесей в базе (р).

.Концентрация примесей в коллекторе чуть меньше, чем в эмиттере.

С током эмиттера ток коллектора связан соотношением:

Дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера α, т.е. коэффициент переноса тока из эмиттерной цепи в коллекторную составляет α=0,95 и зависит от частоты сигнала.

Каждая схема описывается тремя семействами характеристик:

·        Входные характеристики:

·        Выходные характеристики:

·        Проходные характеристики:

Порядок выполнения

1. Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

Собрать схему согласно рис. 1.

Снятие семейства входных и проходных характеристик транзистора.

Для этого установить с помощью регулятора напряжения источника напряжение между коллектором и эмиттером , изменяя ток базы с помощью регулятора источника напряжения зафиксировать значения напряжения между базой и эмиттером и тока коллектора . Опыт повторить при В и В. Во время опыта всякий раз поддерживать неизменным.

Таблица 1

По данным таблицы 1 построить семейство входных и проходных характеристик биполярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером. Вид характеристик показан на рис 2, 3.

Входные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером

транзистор биполярный эмиттер электронный

Выходные характеристик биполярного транзистора

Рассчитать значения статического и динамического входного сопротивления транзистора в заданной преподавателем точке входной характеристике транзистора по формулам (1,2)

,                                              (1)

.                                            (2)

Рассчитать значения статического и динамического коэффициента усиления транзистора по току в заданной преподавателем точке проходной характеристике транзистора по формулам (3,4)

,                  (3)

.                         (4)

Снять семейство выходных характеристик транзистора.

Для этого с помощью регулятора напряжения источника установить и поддерживая в течении опыта постоянным значение тока базы сначала мА, затеммА, мА и мА, снять зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером, меняя последнее с помощью регулятора напряжения источника . Результаты измерений свести в таблицу 2.

Таблица 2

Вид характеристик приведен на рис. 4.Графики семейства выходных характеристик биполярного транзистора.

. Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой.

Собрать схему, согласно рис. 5.

Снять входную и проходную характеристики транзистора.

Для этого установить с помощью регулятора напряжения источника напряжение между коллектором и базой , изменяя ток эмиттера с помощью регулятора источника напряжения зафиксировать значения напряжения между базой и эмиттером и тока коллектора . Опыт повторить при В и В. Во время опыта всякий раз поддерживать неизменным. Результаты измерений свести в таблицу 1.

Таблица №3

Входные характеристики биополярного транзистора,включенного по схеме с общей базой

Проходные характеристики биополярного транзистора,включенного по схеме с общей базой

Рассчитать значения статического и динамического входного сопротивления транзистора в заданной преподавателем точке входной характеристике транзистора по формулам (5,6)

,                                              (5)

.                                        (6)

Рассчитать значения статического и динамического коэффициента усиления транзистора по току в заданной преподавателем точке проходной характеристике транзистора по формулам (7,8)

,                                       (7)

.                                         (8)

Снять семейство выходных характеристик транзистора включенного по схеме с общей базой .

Для этого зафиксировав с помощью регулятора источника напряжения значение тока эмиттера  в соответствии с таблицей 4, снять зависимость тока коллектора и напряжения между базой и коллектором , изменяя последнее с помощью регулятора напряжения источника .

Таблица № 4

Семейство проходных характеристик биполярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером

Семейство входных характеристик биополярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером

Заключение

В ходе данной работы мы исследовали биполярный транзистор включенный по двум видам схем: с общим эмиттером и с общей базой.