Узбекское агентство связи и информатизации

Лабораторная работа № 4


Исследование статических ВАХ БТ в схеме включения с ОБ

Цель работы: Исследовать основные статические характеристики и параметры биполярных транзисторов в схеме включения с ОБ, познакомиться с методикой измерения характеристик и обработкой экспериментальных данных.

1. Подготовка к лабораторной работе:

Статическими характеристиками транзистора называются связи между токами и напряжениями, представленные в графической форме. В схеме с общей базой в качестве независимых переменных выбирают ток базы I_Э и напряжение коллектор-эмиттер U_КБ, тогда:

(4.1)

В графической форме функции двух переменных изображают в виде семейств характеристик.

Семейство входных характеристик БТ показано на рис. 4.1. а, а семейство выходных характеристик – на рис. 4.1. б


а) б)
Рис. 4.1. Семейство входных (а) и выходных (б) характеристик БТ
в схеме с ОБ.
. Каждая из характеристик представляется зависимостью


, при (4.2)
, при (4.3)

При работе с сигналами малой амплитуды I_Эm , U_ЭБm , I_Km , U_КБm нелинейные зависимости (4.1–4.3) в окрестности произвольной рабочей точки, задаваемой значениями I_Э (0) и U_ЭБ (0), могут быть линеаризированы, например с использованием h- параметров транзистора:

(4.4)
где , при
, при
, при (4.5)
, при


h - параметры в соответствии с формулами (4.5) можно определить с помощью семейств характеристик (h_11Б и h_12Б - по семейству входных, а h_21Б и h_22Б - по семейству выходных характеристик).

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Провести подготовку к эксперименту:

Ознакомиться со структурой и предельными параметрами транзистора, данные транзистора занести в протокол; заготовить таблицы для измерений.
Таблица 4.1
Входные и управляющие характеристики

ЕЭ	В
UБЭ	В
IЭ	мА
IK	мА

Таблица 4.2
Выходные характеристики транзистора

IЭ, мА
	UКБ	В
	IK	мА
	UКБ	В
	IK	мА
	UКБ	В
	IK	мА
и т.д.

Собрать схему для измерений (рис. 4.2), схема цоколевки транзистора представлена на рис. 4.3. Сопротивление резистора R₁= (270–510 ) Oм и R₂= (510–1000 ) Oм.

Рис. 4.2. Схема измерения семейства статических характеристик БТ
в схеме с ОБ.

Рис. 4.3. Схема цоколевки измеряемого образца.

2.2. Снять входную и управляющие характеристики транзистора при постоянном напряжении U_КБ = 5В. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 4.1.

2.3. Снять семейство выходных характеристик:
Семейство выходных характеристик снимать, начиная от тока эмиттера I_Э = 0 мА и далее с шагом 4 мА. Ток коллектора при этом не должен превышать допустимого значения; шаг изменения напряжения U_КБ должен быть выбран так, чтобы в активном режиме (U_КБ >0) снять 3-5 точек и (U_КБ <0) режимы насыщения - 2-3 точки.

3. Обработка результатов эксперимента:

3.1. Построить на графиках входную и управляющую характеристики, а также семейство выходных характеристик.

В точке U_КБ =5 В, I_Э = 8 мА определить параметры транзистора
, ,

3.2. Построить выходную характеристику при токе эмиттера, равном 8 мА. Провести ее линейно - кусочную аппроксимацию и определить U_КБ.НАС, I_К.НАС , r_К.НАС , r_К..

4. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;
3. результаты расчетов.

5. Контрольные вопросы.

1. Поясните принцип работы БТ в схеме включения с ОБ, функции эмиттерного и коллекторного р-n перехода, области базы.

2. Назовите составляющие тока эмиттера и укажите его направление в транзисторах n-p-n и p-n-p.
3. Назовите составляющие тока базы и укажите его направление в транзисторах n-p-n и p-n-p.
4. Что такое токи I_КБ0 и I_КЭ0 ? Движением каких носителей они определяются?
5. Укажите на семейство выходных характеристик БТ в схеме ОБ активную область, области отсечки и насыщения.
6. Нарисуйте идеализированную электрическую модель БТ и объясните физическую смысл его параметров.
7. Что такое инверсный режим БТ ?