Исследование статических характеристик биполярного транзистора

1. Цель работы

Ознакомиться с устройством и принципом действия биполярного транзистора (БТ). Изучить его вольтамперные характеристики в схемах включения с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).

2. Подготовка к работе

Изучить следующие вопросы курса:

1. Устройство БТ, схемы включения (ОБ, ОЭ и ОК), режимы работы ( с точки зрения состояния переходов).
2. Потенциальные диаграммы для различных структур БТ в активном режиме работы.
   
   
3. Принцип действия БТ и основные физические процессы в нем.
4. Статический коэффициент передачи тока и уравнения коллекторного тока для всех схем включения.
   
   

5. Статические характеристики транзистора в схемах включения ОБ и ОЭ.

6. Предельные параметры режима работы БТ. Рабочая область характеристик.
   
   
7. Влияние температуры на работу БТ, его характеристики в схеме ОБ и ОЭ и предельные параметры.
   
   
8. Дифференциальные параметры БТ.

Ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Устройство плоскостного транзистора.
2. Принцип действия биполярного бездрейфого транзистора.
3. Нарисовать схемы включения транзистора с ОБ, ОЭ и ОК для структур p-n-p и n-p-n.
   
   
4. Начертить потенциальные диаграммы p-n-p и n-p-n транзисторов в различных режимах их работы.


5. Из каких компонент состоят токи через эмиттерный и коллекторный переходы транзистора?
6. Из каких компонент состоит ток базы?
7. Дать определение коэффициентов инжекции и переноса.
8. Как влияет на работу транзистора неуправляемый ток коллекторного перехода? Какие причины его возникновения?
9. Написать уравнения коллекторного тока для схем ОБ и ОЭ.
10. Нарисовать и объяснить входные и выходные характеристики транзистора для схем ОБ и ОЭ.
11. Показать на входных и выходных характеристиках области, соответствующие режимам: активному, отсечки и насыщения.
12. Какие факторы ограничивают рабочую область выходных характеристик транзистора?
13. Объяснить влияние температуры на статические характеристики БТ в схемах включения с ОБ и ОЭ.
14. Как зависят значения предельных параметров БТ от температуры?
15. Объяснить построение рабочей области выходных характеристик транзистора.
16. Объяснить влияние температуры на рабочую область БТ .
17. Привести систему Н-параметров транзистора, указать назначение каждого параметра и показать их определение по характеристикам.
18. Назвать основные типы биполярных транзисторов (с точки зрения мощностей и частот).

Литература

1. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Под редакцией Федорова Н.Д -М: Радио и связь, 1998. Стр. 70-81, 86-92.
2. Электронные приборы. Под редакцией Шишкина Г.Г. -М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр.140-170 (выборочно).
3. Батушев В.А. Электронные приборы. -М.: Высшая школа, 1980. Стр.93-121 (выборочно).
4. Конспект лекций.

3. Схемы исследования

Принципиальная схема для транзистора структуры n-p-n для исследования входных и выходных характеристик с ОБ приведена на рисунке 2.1. На входе транзистора используется источник тока I_Э. Питание коллекторной цепи осуществляется от источника напряжения U_КБ.

Принципиальная схема для транзистора структуры n-p-n при исследовании с ОЭ приведены на рисунке 2.2.

При исследовании транзистора со структурой p-n-p следует поменять полярности источников питания.

Рисунок 2.1 - Схема исследования характеристик БТ структуры n-p-n с общей базой.

Рисунок 2.2- Схема исследования характеристик БТ структуры n-р-n c общим эмиттером.

4. Порядок проведения экспериментов

1. Собрать схему "Рисунок 2.1". Ввести тип транзистора согласно варианта (Приложение 1) Снять две входные характеристики транзистора I_Э= f(U_ЭБ) при U_КБ=0 и U_КБ=10 В. Результаты измерений занести в таблицу 2.1. Пример заполнения таблицы для транзистора типа КТ315А приведен ниже.

Таблица 2.1 - Транзистор КТ315А.

UКБ, В	IЭ, мА	0,1	1	5	10	15	20
0	UЭБ, В	0,55	0,61	0,65	0,67	0,68	0,69
10	UЭБ, В	0,54	0,6	0,64	0,65	0,67	0,68

2. Снять три выходные характеристики транзистора I_К=f(U_КБ). Первую для I_Э=0, вторую для I_Э=20 мА и третью для I_Э=40 мА. Результаты измерений занести в таблицу 2.2. Пример таблицы для того же транзистора дан ниже.

Таблица 2.2 - Транзистор КТ315А.

IЭ, мА	UКБ, В	0	0,5	1	2	5	10	15
0	IКБ0, мкА	0	0	0	0	0	0	0
10	IК,	9,75	9,75	9,76	9,76	9,78	9,79	9,8
20	мА	19,48	19,48	19,49	19,50	19,52	19,56	19,59

3. Собрать схему ("Рисунок 2.2") схемы для снятия входных и выходных характеристик транзистора при включении его с ОЭ. Снять две входные характеристики I_Б=f(U_БЭ): одну при U_КЭ=0, вторую при U_КЭ=10 В. Результаты измерений занести в таблицу 2.3. Пример таблицы дан ниже.

Таблица 2.3 - Транзистор КТ315А.

UКЭ, В	IБ, мкА	0	10	20	50	100	200	500
0	UБЭ, В	0	0,45	0,47	0,49	0,51	0,53	0,56
10	UБЭ, В	0,05	0,61	0,63	0,66	0,68	0,7	0,72

4. Снять семейство из 6 выходных характеристик I_К=f(U_КЭ) при токах базы, указанных в таблице 2.4, включая I_Б=0. Особое внимание обратить на участок характеристик в режиме насыщения, т.е. U_КЭ=0 - 1 В. Результаты измерений заносятся в таблицу 2.4. Пример таблицы приведен ниже.

Таблица 2.4 - Транзистор КТ315А.

IБ,мкА	UКЭ,В	0,1	0,2	0,5	1	2	5	10	15
0	IКЭ0,мкА	0	0	0	0	0	0	0	0
100		0,68	3,63	4,08	4,1	4,2	4,4	4,8	5,1
200		1,3	6,9	8,0	8,1	8,2	8,7	9,4	10,1
300	IК, мА	1,85	9,8	11,8	11,9	12,1	12,7	13,7	14,7
400		2,35	12,4	15,3	15,5	15,7	16,5	17,8	19,2
500		2,8	14,6	18,7	18,8	19,2	20,2	21,8	23,4

5. Содержание отчета

1. Тип исследуемого транзистора .
2. Схемы исследования.
3. Таблицы результатов измерений
   
   
4. Графики входных и выходных характеристик для схем с ОБ и с ОЭ, построенных по результатам измерений. Примеры графиков даны ниже.
5. Сделать выводы по работе.

Рисунок 2.6- Входные характеристики БТ для схем включения: а) с общей базой и б) с общим эмиттером.

Рисунок 2.7- Выходные характеристики БТ для схемы включения с общей базой.

Рисунок 2.8- Выходные характеристики БТ для схемы включения с общим эмиттером.с

назад | главная | вперед