ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8.

Определение h-параметров транзисторов

По схеме с общим эмиттером

Ц е л ь работы: снятие и анализ входных и вы­ходных характеристик транзистора, включенного с ОЭ; определение по ним его h параметров.

Список литературы

1. Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. М.: Высш. шк., 1998.  С.175–185.

2. Пасынков В.В., Чиркин Д.К., Шинков А.Д. Полупроводниковые приборы М. :Высш. шк., 1981. С.166-248.

1.1. Характеристики и параметры транзистора

Наиболее часто на практике применяют схему включения транзистора с общим эмиттером ОЭ. При таком включении входным электродом  является база, эмиттер заземляется (общий электрод), а выходным электродом по-прежнему является коллектор (рис.8.1).

Рис.8.1.

Основным передаточным параметром для схемы включения с ОЭ является коэффициент усиления тока базы :

h21э= =   Iк / Iб, Uкэ= const

(8.1)

Параметр  связан с коэффициентом передачи тока эмиттера соотношением

 = / (1- )

(8.2)

По порядку величина  лежит в интервале значений =10200.

  Из остальных h-параметров важное значение имеют входное дифференциальное сопротивление транзистора

h 11э = Uбэ / Iб,  Uкэ=const

(8.3)

и выходная дифференциальная проводимость

h22э =   Iк /Uкэ,  Iб= const

(8.4)

Для схемы с ОЭ входное сопротивление транзистора составляет единицы кОм, а выходная проводимость - 10^-4  -10^-5.

Коэффициент обратной связи по напряжению определяется по формуле

h_12э =  U_бэ /U_кэI_б =const

и является безразмерной величиной.

Входной характеристикой транзистора, включенного по схеме с ОЭ, является зависимость напряжения U_бэ от входного тока I_б, U_бэ =f₁(I_б) при заданном напряжении U_кэ. Совокупность таких зависимостей называется семейством входных характеристик транзистора (рис.1.6 б). При U_кэ =0 тепловой ток I_к0 в цепи коллектора отсутствует и зависимость U_бэ =f₁(I_б)  соответствует ВАХ эмиттерного р-n–перехода,  включенного в прямом направлении. При U_кэ>0 в цепи коллектора появляется ток - I_к0, направленный навстречу току I_б. Для компенсации этого тока в цепи базы нужно создать ток I_б=I_к0, приложив соответствующее напряжение U_бэ.  Это приводит к смещению входной характеристики вправо вниз.

Выходной характеристикой транзистора по схеме с ОЭ называется зависимость I_к =₂(U_кэ) при заданном токе I_б (рис.8.1 в). Если U_бэ=0, в цепи коллектора протекает только тепловой ток, так как в этом случае инжекция дырок из эмиттера в базу (для p-n-p-транзистора I_к0 = I_б) или инжекция электронов из эмиттера в базу (для n-p-n–транзистора) отсутствует. При U_кэ=0 ток в цепи коллектора не проходит, это объясняется тем, что напряжение U_бэ  и U_кэ направлены встречно друг другу, т.е. потенциал коллектора выше потенциала базы и коллекторный переход оказывается при этом закрыт. Поэтому выходные характеристики не пересекают ось ординат.

Рис.8.2. Схема стенда для снятия ВАХ транзистора, включенного с ОЭ.

На рис.8.2 приведена принципиальная схема стенда для снятия вольт-амперных характеристик  транзистора, включенного с ОЭ. Входная  цепь (цепь базы) питается от регулируемого источника тока I положительной полярности, которой поддерживает заданной ток базы. Величина тока базы I_б измеряется миллиамперметром А1. Напряжение между эмиттером и базой U_бэ измеряется внешним вольтметром. Напряжение на коллекторе устанавливается от регулируемого источника напряжения Е_к. Напряжение коллектора U_кэ измеряется с помощью внешнего вольтметра. Для измерения коллекторного тока I_к служит миллиамперметр А2.

При работе транзистора с коллекторной нагрузкой R_к связь между коллекторным током I_к и напряжением на коллекторе U_к выражается уравнением нагрузочной характеристики:

Iк=(Ек - Uк)/Rк

(8.5)

Нагрузочная характеристика представляет прямую на семействе коллекторных характеристик транзистора (см. рис.8.1.в), пересекающуюся с осями координат  Е_к/ R_к и Е_к соответственно.

Экспериментально  нагрузочную характеристику можно снять посредством регулировки тока базы I_б .