Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Отчет по практической работе №2

по дисциплине «Электроника и схемотехника»

Вариант №7

Студент гр. 739-1 __ _____ Климанов М. Д. 2.11.2020 Принял Руководитель Доцент БИС _______ Мальчуков А.Н. 2.11.2020

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.

2. Исследование работы биполярного транзистора в активном режиме и насыщения.

3. Исследование работы биполярного транзистора в режиме отсечки.

4. Исследование работы биполярного транзистора в инверсном режиме.

Постановка задачи

В ходе данной практической работы требуется выполнить следующие задачи:

1. Для определения границы активного режима и насыщения, нужно построить стенд приведенный в примере и последовательно измерять напряжение U_бэ U_кэ, выставляя сопротивление указанные в методических указаниях. Далее нужно вычислить ток коллектора, сопротивление перехода к-э и коэффициент усиления и определить границы смены режима.

2. Требуется убедиться в правильности работы транзистора в режиме отсечки. Для этого нужно добавить на стенд переключатель и при переключении убедиться, что значения остаются неизменными, это будет режим насыщения, а при другом положении производится проверка режима отсечки.

3. Для определения инверсного режима нужно собрать стенд по примеру в методических указаниях. Далее измерить напряжение U_н , I_y при разных положениях переключателя.

1 Работа транзистора в активном режиме насыщения

Для проведения измерений необходимо собрать схему стенда, представленную на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема стенда для исследования биполярного транзистора в насыщенном и активном режимах

Меняя сопротивление первого резистора, как указанно в методических указаниях, измеряем напряжение U_бэ и U_кэ. Чтобы определить изменение режима биполярного транзистора, нужно дойти до момента, чтобы U_кэ стало больше U_бэ. Примеры работы стенда при разных режимах представлены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 - Схема с сопротивлением R1 = 9 кОм насыщенного режима

Рисунок 3 - Схема с сопротивлением R1 = 20 кОм активного режима

При увеличении сопротивления R1 измеряем ток базы I_б и ток эмиттера I_э, это поможет определить ток коллектора I_к, значения статического коэффициента передачи транзистора по постоянному току β и сопротивления R_кэ. Прямые и косвенные измерения DC представлены в таблицы 1.

Прямые измерения						Косвенные измерения				Режим
R кОм	Uбэ мВ	Uкэ мВ	Iб мА	Iэ мА	Iк мА		Rкэ=Uкэ/Iк	βDC=IК / IБ
0,4	882,8	81,82	10,29	59,7	49,18		1,664	4,779	Н
0,6	844,2	87,47	6,926	56,5	49,54		1,764	7,158	Н
0,8	824,2	92,23	5,22	54,3	49,08		1,879	9,402	Н
1	812	96,36	4,188	53,2	49,02		1,965	11,708	Н
2	786,8	111,6	2,107	50,9	48,83		2,283	23,200	Н
3	778,1	122,5	1,407	50,8	48,73		2,512	34,665	Н
4	773,7	131,3	1,057	49,4	48,63		2,697	46,058	Н
5	771	139,1	0,848	49,5	48,62		2,862	57,465	Н
6	769,2	146,2	0,701	49,4	48,59		3,012	68,834	Н
7	767,8	153,2	0,606	49,7	48,44		3,161	80,161	Н
8	766,8	160,1	0,521	48,3	48,49		3,308	91,478	Н
9	766	167,3	0,474	48,8	48,36		3,462	102,741	Н
10	765,4	175,1	0,425	48,7	48,25		3,629	113,923	Н
20	754	1204	0,213	38,7	37,97		31,720	178,793	А
40	734,4	2812	0,106	21,9	21,84		128,499	205,285	А
60	723	3468	0,718	15,9	14,62		236,285	20,591	А
80	715	3827	0,536	11,8	11,24		340,347	20,994	А
100	708,7	4054	0,421	9,52	9,079		446,825	21,144	А

Таблица 1- Результаты измерений и вычислений.

2 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В РЕЖИМЕ ОТСЕЧКИ

Для работы с транзистором в режиме отсечки необходимо собрать экспериментальную установку, приведенную на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема стенда для исследования биполярного транзистора в режиме отсечки

Переключаясь между положениями переключателя, биполярный транзистор переводится из режима отсечки в режим насыщения или активный режим. На рисунке 5 показано как транзистор работает в режиме насыщения, когда переключатель замкнут на резисторе, а на рисунке 6 переключатель замкнут на землю, вследствие чего ток между эмиттером и коллектором перестает течь (значит равен 0)

Рисунок 5 - Работа схемы в режиме насыщения

Рисунок 6 - Работа схемы в режиме отсечки

3 РАБОТА ТРАНЗИСТОРА В ИНВЕРСНОМ РЕЖИМЕ

Для работы схемы в инверсном режиме необходимо собрать схему, представленную на рисунке 7.

Рисунок 7 - Схема стенда для исследования биполярного транзистора в инверсном режиме

Работа схемы при разных положениях переключателя показана на рисунках 8 и 9.

Рисунок 8 - Инверсный режим

Рисунок 9 - Режим насыщения

Исходя из этого, можно утверждать, что Uн= 2,907 В и Iy = -1,186 мA

4 ВЫВОДЫ

В результате выполнения лабораторной работы, были получены навыки по работе с биполярным транзистором. Были изучены режимы работы транзистора, это режим насыщения, активный режим, режим отсечки и инверсный режим. Для измерения параметров транзистора в активном и насыщенном режимах были использованы амперметры и вольтметры.

Томск 2020