8

Федеральное агентство по образованию

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им. П. А. Соловьева

Кафедра «Вычислительные системы»

В. Т. ВОЛКОВ

Исследование статических характеристик и определение параметров транзистора в схеме с общим эмиттером

Лабораторная работа по дисциплине

«Основы электротехники и электроники»

Рыбинск 2008

Цель работы

Цель работы – изучение принципа действия транзистора при включении его по схеме с общим эмиттером и определение h-параметров транзистора по характеристикам.

1. Домашнее задание

Изучить принцип действия транзистора [4], особенности включения его с ОЭ, подготовить ответа на контрольные вопросы.

2. Исследование статических характеристик транзистора в схеме с ОЭ

2.1. Схема исследования. Необходимые приборы и детали

Схема для снятия статических характеристик транзистора, включенного с ОЭ, приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема для снятия статических характеристик транзистора, включенного с ОЭ

Полярность включения источников питания показана для случая использования транзистора типа p-p-h.

Для подбора элементов схемы необходимо знать допустимые значения токов и напряжений исследуемого транзистора. В качестве примера в табл. 1 приведены предельно допустимые электрические параметры транзистора типа МП16.

В схеме имеются два источника, которые позволяют изменять независимо напряжения на эмиттерном и коллекторном переходах. Источник E₁ должен обеспечивать напряжение порядка нескольких вольт, а источник E₂ – порядка 20 вольт. Потенциометры R₁ и R^I₁ – низкоомные, их сопротивления составляет сотни Ом (включение двух потенциометров позволяет более плавно изменять напряжение на участке база-эмиттер). Потенциометр R₂ – высокоомный (единицы КилоОм). Измерительные приборы во входной и выходной цепях транзистора должны быть рассчитаны на измерение постоянных токов и напряжений. Целесообразно применять приборы магнитоэлектрической системы не забывая, что при включении необходимо соблюдать полярность. Пределы измерений приборов должны бить выбраны удобными для снятия входных и выходных характеристик и зависят от величины токов и напряжений в целях исследуемого транзистора.

Таблица 1

Тип транзистора	IКmax, мА	UКБmax, В	UКЭmax, В	UКБmax обр, В
МП16	50	–15	–15	15

Для сборки схемы используется универсальный макет с наборным полем и комплект измерительных приборов и соединительных проводников. В качестве приборов, измеряющих токи, используются тестеры, а для измерения постоянных напряжении – универсальный вольтметр. При снятии семейства входных характеристик необходимы три измерительных прибора, а именно: прибор для измерения тока эмиттера, прибор для измерения напряжения U_БЭ и прибор для измерения напряжения U_КЭ. Поэтому включение прибора для измерения тока коллектора в этом случае необязательно, но цепь коллектора должна быть замкнута. Также при снятии семейства выходных характеристик требуется тоже всего три измерительных прибора: прибор для измерения тока эмиттера, прибор для измерения тока коллектора и прибор для измерения напряжения U_КЭ. В данном случае необязательно включение прибора, измеряющего напряжение U_БЭ.

2. 2. Выполнение исследования транзистора

2.2.1. Задание к выполнению исследования

1. Собрать и опробовать схему

2. Снять входные и выходные статические характеристики транзистора для схемы с ОЭ.

3. Построить графики статических характеристик транзистора.

4. Определить параметры h₁₁, h₁₂, h₂₁, h₂₂ по статическим характеристикам транзистора.

2.2.2. Сборка и опробование схемы

Исследуемый транзистор, источники питания, измерительные приборы и потенциометры включают по схеме рис. 1. После проверки схемы приступают к ее опробованию. Для этого с помощью потенциометра R₂ устанавливают напряжение U_КЭ порядка 50 % от наибольшего значения этого напряжения для исследуемого транзистора. Поддерживая это напряжение неизменным, изменяют ток I_Б (с помощью потенциометров R₁ и R^I₁) и следят за показаниями прибора, измеряющего напряжение U_БЭ. Величина тока базы I_Б и напряжения U_БЭ должны изменяться в пределах, достаточных для снятия входной характеристики. Для этого устанавливают движок потенциометра R^I₁ в среднее положение, замечают величину тока базы I_Б и поддерживают ее неизменной. Изменяя напряжение U_КЭ, следят за величиной тока коллектора I_К. Этот ток практически не должен изменяться. Во избежание вывода из строя транзистора токи эмиттера и коллектора не должны превышать максимально допустимых значений.

2.2.3. Снятие входных статических характеристик транзистора

Данные наблюдении сводятся в табл. 2.

Таблица 2

U_БЭ = f(I_Б) при U_КЭ = const

Транзистор типа…………..

UIКЭ = …, В		UIIКЭ = …, В		UIIIКЭ = …, В
IБ, мкА	UБЭ, В	IБ, мкА	UБЭ, В	IБ, мкА	UБЭ, В

В качестве рекомендованных можно выбрать следующие значения U_КЭ: U^I_КЭ = 0; U^II_КЭ = 0,5U_КЭmax; U^III_КЭ = U_КЭmax.

Ток базы изменяется с помощью R₁ и R^I₁ от 0 до значения, при котором напряжение U_БЭ = 400 – 500 мВ (снимать не менее 10 точек) Шаг измерения тока базы 50 ÷ 100 мкА.

2.2.4. Снятие выходных статических характеристик транзистора

Данные наблюдении свести в табл. 3.

Таблица 3

I_К = f(U_КЭ) при I_Б = const

Транзистор типа…………..

IIБ = …, мкА		IIIБ = …, мкА		IIIIБ = …, мкА		IIVБ = …, мкА
UКЭ, В	IК, мА	UКЭ, В	IК, мА	UКЭ, В	IК, мА	UКЭ, В	IК, мА

Выходные статические характеристики снимают для четырех значений эмиттера I^I_Б, I^II_Б, I^III_Б, I^IV_Б. Эти значения тока устанавливают потенциометрами R₁ и R^I₁ и поддерживают в процессе наблюдений неизменными. Величины токов базы зависят от типа исследуемого транзистора. Например, для маломощных транзисторов (типа МП16) I^I_Б, I^II_Б, I^III_Б, I^IV_Б могут составлять соответственно 100, 200, 300, 400 мкА. Напряжение U_КЭ изменяют с помощью потенциометра R₂ от 0 до 10 ÷ 15 В через 2 – 3 В (снимается не менее 5 точек).

2.2.5. Построение графиков статических характеристик транзистора

На основании результатов наблюдений, записанных в табл. 2, 3, строятся семейства входных и выходных характеристик в прямоугольной системе координат. Примерный вид этих семейств приведен на рис. 4 (а) и (б) в работе «Исследование статических характеристик и определение параметров транзисторов схеме с общей базой»