Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Электроника»

Лабораторная работа № 3

"Исследование биполярных транзисторов в схеме включения с общим эмиттером (ОЭ)"

Проверил Выполнил

Преподаватель студент гр. СОа-223

Новоселов Ю.В. Стафеев Е. В.

Екатеринбург

Лабораторная работа №3

«Исследование биполярных транзисторов в схеме включения с общим эмиттером (ОЭ)»

Цель работы: Изучение статических вольтамперных характеристик и определение параметров биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером.

1. Собираем схему для изучения семейства входных характеристик биполярного транзистора (рис.1).

2. Для исследования выбираем транзистор 2N2714

3. Устанавливаем режим работы вольтметра на измерение постоянного напряжения (DC), выходное напряжение генератора ЕС – напряжение коллектор – эмиттер транзистора Uкэ=0 В. Изменяя выходной ток генератора тока IВ – ток базы транзистора Iб от 0,01 мА до 1 мА, согласно верхней строке таблицы 1.1, записываем во вторую строку таблицы величины напряжения база-эмиттер Uбэ транзистора для указанных значений тока базы Iб при Uкэ=0 В.

Таблица 1.1

Uкэ, В	Iб,мА		0,01	0,02	0,04	0,06	0,1	0,3	0,5	0,75
	Uбэ, В		0,45	0,47	0,49	0,5	0,51	0,54	0,56	0,57	0,58
	Uбэ, В	46мкВ	0,61	0,63	0,65	0,66	0,68	0,71	0,72	0,74	0,75

4. Устанавливаем напряжение Uкэ=10 В. Действуя аналогично п.3, записываем в третью строку таблицы величины напряжения база – эмиттер Uбэ для указанных значений тока базы при напряжении Uкэ=10В.

5. Собираем схему для изучения семейства выходных характеристик биполярного транзистора (рис.2).

6. Устанавливаем режим работы вольтметра на измерение постоянного напряжения (DC), выходной ток генератора IВ – ток базы транзистора Iб=0,02 мА. Изменяя выходное напряжение генератора ЕС – напряжение коллектор – эмиттер транзистора Uкэ от 0 до 15 В согласно верхней строке таблицы 1.2, записываем во вторую строку таблицы результаты измерений тока коллектора Iк при токе базы Iб=0,02 мА.

Таблица 1.2

Iб, мА	Uкэ, В		0,05	0,1	0,2	0,5
0,02	Iк, мА	-0,02	0,005	0,159	1,7	2,2	2,2	2,24	2,4	2,5	2,7
0,05	Iк, мА	-0,04	0,013	0,394	4,2	5,8	5,9		6,3	6,8	7,3
0,1	Iк, мА	-0,1	0,026	0,76	7,8	11,7	11,9		12,7	13,7	14,7
0,15	Iк, мА	-0,15	0,039	1,1	10,6	17,3	17,5	17,8	18,7	20,2	21,7

7. Аналогично повторяем измерения п.6 для других значений тока базы Iб.

8. По данным таблицы 1.1 и 1.2 строим входную и семейство выходных характеристик транзистора.

9. Рассчитываем по характеристикам h-параметры транзистора:

Расчет h параметров по входным характеристикам.

Расчет входного сопротивления транзистора.

h_11Э=ΔU_БЭ/ΔI_Б при U_КЭ=10В

h_11Э=0,75-0,74/1-0,75=0,04кОм

Расчет коэффициента внутренней обратной связи по напряжению.

h_12Э=ΔU_БЭ/ΔU_КЭ при I_Б=1мА

h_12Э=0,75-0,58/10-0=0,017

Расчет h параметров по выходным характеристикам.

Расчет коэффициента усиления по току.

h_21Э=ΔI_К/ΔI_Б при U_КЭ=15В

h_21Э=21,7-14,7/0,15-0,1=140

10. Расчет выходной проводимости.

h_22Э=ΔI_К/ΔU_КЭ при I_Б =0,15мА

h_22Э=0,0217-0,0202/15-10=0,0003 См

Вывод: Так как к эмиттерному (ЭП) переходу приложено прямое напряжение (Uбэ), то входная характеристика при Uк=0В имеет вид p-n перехода кремниевого диода.

При подаче на коллектор обратного напряжения Uк=10В происходит сдвиг входной характеристики в правую сторону. Это происходит из-за того, что ширина запирающего слоя коллекторного перехода увеличивается, а область базы уменьшается. Так как область базы уменьшилась то и число рекомбенировавших носителей уменьшается, а значит и ток базы уменьшается.

По выходным характеристикам видно, что при U_КЭ = 0В ток коллектора равен току базы, но с отрицательным знаком, т.е. Iб=-Iк. При постепенной подаче обратного напряжения на коллектор начинает расти ток коллектора практически линейно, т.к. сопротивление КП остается примерно постоянно при этом Uбэ>Uкэ в этом состоянии оба перехода включены в прямом направлении (что соответствует крутому участку выходной характеристики). При дальнейшем увеличении напряжения на коллекторе сопротивление КП резко увеличивается и из-за этого перестает расти ток коллектора, это происходит из-за того, что Uбэ<Uкэ и КП переходит в режим обратного включения (что соответствует пологому участку выходной характеристики).

По выходной характеристики видно, что при увеличении тока базы Iб увеличивается ток коллектора Iк. Это происходит из-за того, что при увеличении тока базы Iб ширина запирающего слоя ЭП (включенного в прямом направлении) уменьшается и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов, то есть увеличение базового тока вызовет большую инжекцию через эмиттерный переход и соответственно экстракцию через коллекторный. А так как ток коллектора Iк во много раз больше тока базы Iб, то и усиление по току будет весьма большое. Таким образом, малое изменение базового тока, вызывает большие изменения коллекторного тока.

Дата добавления: 2015-09-29