4.2.1. Общие сведения
В транзисторе p-n-p типа (рис. 4.2.1) ток эмиттера к коллектору через базу обусловлен неосновными для базы носителями заряда – дырками. При положительном направлении напряжения UЭБ эмиттерный p-n переход открывается, и дырки из эмиттера проникают в область базы. Часть из них уходит к источнику напряжения UЭБ, а другая часть достигает коллектора. Возникает так называемый транзитный тока от эмиттера к коллектору. Он резко возрастает с увеличением UЭБ и тока базы.
В транзисторе n-p-n типа (рис. 4.2.1б) транзитный ток через базу обусловлен также неосновными для нее носителями заряда – электронами. Там они появляются из эмиттера, если к эмиттерному p-n переходу прикладывается напряжение UБЭ, полярность которого показана на рис. 4.2.1б.
Рис. 4.2.1
Токи эмиттера, коллектора и базы связаны между собой уравнением первого закона Кирхгофа:
IК = IЭ – IБ.
Обычно ток базы существенно меньше IК и IЭ, но от него сильно зависит как IК, так и IЭ. Отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы называется коэффициентом усиления по току:
b = DIК ¤ DIБ.
Он может иметь значения от нескольких десятков до нескольких сотен. Поэтому с помощью сравнительно малого тока базы можно регулировать относительно большие токи коллектора (и эмиттера).
4.2.2. Экспериментальная часть Задание
Исследовать влияние тока базы на вольтамперную характеристику IК(UЭK) для n-p-n транзистора с помощью осциллографа.
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь согласно схеме (рис. 4.2.2). В этой цепи в качестве источника синусоидального напряжения используется линейное напряжение трехфазного генератора, а диод включен для исключения обратного напряжения на транзисторе. Миллиамперметр А служит для измерения тока базы.
Рис. 4.2.2
Включите приборы А1, V0 и осциллограф. В качестве входа Y выберите ток коллектора. В качестве входа Х выберите UKЭ.
Регулируя тока базы от 0 до максимального значения и наоборот, пронаблюдайте за изменением кривой IК(UKЭ) на осциллографе. При нескольких значениях тока базы (включая нулевое и максимальное) перерисуйте кривую IК(UKЭ) с осциллографа на рис. 4.2.2. Не забудьте указать масштабы по осям и токи базы для каждой кривой.
На семействе кривых IК(UKЭ) выберите какое-либо постоянное напряжение UKЭ (например, 5 В) и на рис. 4.2.3 постройте зависимость IК(IБ) для этого значения напряжения UKЭ. Рассчитайте и на этом же рисунке постройте график b(IБ)= DIК ¤ DIБ. Нанесите шкалы по осям.
Рис. 4.2.2.
Рис. 4.2.3.
Лабораторная работа №22. Характеристики транзистора
4.3.1. Общие сведения
Свойства транзисторов описываются следующими четырьмя семействами характеристик.
Входная характеристика показывает зависимость тока базы IБ от напряжения в цепи база/эмиттер UБЭ (при UКЭ = const).
Выходная характеристика показывает зависимость тока коллектора IК от напряжения цепи коллектор/эмиттер UКЭ при различных фиксированных значениях тока базы.
Характеристика управления представляет собой зависимость тока коллектора IК от тока базы IБ (при UКЭ = const).
Характеристика обратной связи есть зависимость напряжения цепи база ¤ эмиттер UБЭ, соответствующего различным неизменным значениям тока базы, от напряжения цепи коллектор/эмиттер UКЭ при различных фиксированных значениях тока базы.