link7074 link7075 link7076 link7077 link7078 link7079 link7080 link7081 link7082 link7083 link7084 link7085 link7086 link7087 link7088 link7089 link7090 link7091 link7092 link7093 link7094 link7095 link7096 link7097 link7098 link7099 link7100 link7101 link7102 link7103 link7104 link7105 link7106 link7107 link7108 link7109 link7110 link7111 link7112 link7113 link7114 link7115 link7116 link7117 link7118 link7119 link7120 link7121 link7122 link7123 link7124 link7125 link7126 link7127 link7128 link7129 link7130 link7131 link7132 link7133 link7134 link7135 link7136 link7137 link7138 link7139 link7140 link7141 link7142 link7143 link7144 link7145 link7146 link7147 link7148 link7149 link7150 link7151 link7152 link7153 link7154 link7155 link7156 link7157 link7158 link7159 link7160 link7161 link7162 link7163 link7164 link7165 link7166 link7167 link7168 link7169 link7170 link7171 link7172 link7173 link7174 link7175 link7176 link7177 link7178 link7179 link7180 link7181 link7182 link7183 link7184 link7185 link7186 link7187 link7188 link7189 link7190 link7191 link7192 link7193 link7194 link7195 link7196 link7197 link7198 link7199 link7200 link7201 link7202 link7203 link7204
Кривоносенко Геннадий Владимирович
Должность:преподаватель общепрофессиональных дисциплин
Группа:Посетители
Страна:Россия
Регион:Воронежская область г. Семилуки
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 9 ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

ЛабораторнОЕ ЗАНЯТИЕ № 9

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Цель занятия: 1.Практически ознакомиться со схемой включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ).

2. Построить выходную характеристику транзистора для различных фиксированных токов базы.

Перечень приборов.

1. Лабораторный стенд.

2. Блок №2 (схема А1).

3. Соединительные провода.

Рекомендуемая литература. 1) курс лекций; 2) (1) стр. 489 — 499; 3) (2) стр. 43 –5 5;

4) (3) стр. 200 - 205.

Контрольные вопросы.

1. Почему схема ОЭ нашла наибольшее применение?

  1. Какие характеристики являются входными для схемы ОЭ?
  2. Какое соотношение существует между токами в биполярном транзисторе?

4. Каким образом происходит управление проходящим через полевой
транзистор током?

5. Каковы преимущества транзистора перед электронными лампами?

Краткие теоретические сведения.

Биполярным транзистором или просто транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя р-п -переходами, предназначенный для усиления и генерирования электрических колебаний и представляющий собой пластину кремния или гер­мания, состоящую из трех областей. Две крайние области всегда имеют одинаковый тип проводимости, а средняя — противополож­ный тип проводимости. Транзисторы, у которых крайние области обладают электронной проводимостью, а средняя — дырочной, называются транзисторами п-р-п-типа (рис1,а); транзисторы, у которых крайние области обладают дырочной, а средняя — электронной проводимостями, называются транзисторами р-п-р-типа (рис.1,6).

Физические процессы, происходящие в транзисторах двух типов, аналогичны; различие между ними заключается в том, что полярности включения источников питания их противоположны, а также в том, что если в транзисторе п-р-п-типа электрический ток создается в основном электронами, то в транзисторе р-п-р-типа — дырками. Смежные области, отделенные друг от друга р-п-переходами, называются эмиттером Э, базой Б и коллектором К. Эмиттер является областью,испускающей (эмиттирующей) носители зарядов: электронов в транзисторе п-р-п-типа и дырок в транзисторе р-п-р-типа; коллектор — область, собирающая носители зарядов; база — средняя область, основание.

В условиях работы транзистора к левому р-п-переходу прикла­дывается напряжение эмиттер — база Uэ-бв прямом направлении, а к правому р-п -переходу база — коллектор Uб-к в обратном. Под действием электрического поля большая часть носителей зарядов из левой области (эмиттера), преодолевая р-п-переход, переходит в очень узкую среднюю область (базу). Далее большая часть носителей зарядов продолжает двигаться ко второму пере­ходу и, приближаясь к нему, попадают в электрическое поле, соз­данное внешним источником Uэ-к Под влиянием этого поля носители зарядов втягиваются в правую область (коллектор), уве­личивая ток в цепи батареи Uэ-к. Если увеличить напряжение Uэ-б, то возрастет количество носителей зарядов, перешедших из эмиттера в базу, т. е. увеличится ток эмиттера на ΔIэ-б. При этом также увеличится ток коллектора на ΔIб-к.

В базе незначительная часть носителей зарядов, перешедших из эмиттера, рекомбинирует со свободными носителями зарядов противоположной полярности, убыль которых пополняется новыми носителями зарядов из внешней цепи, образующими ток базыIб. Таким образом, ток коллектора Ir=Iэ — Iб окажется незначительно меньше тока эмиттера. Отношение α = ΔIк/ΔIэ при Uб-к = const называется коэффициентом усиления по току и обычно имеет значение α= 0,9 - 0,995.

Если цепь эмиттер — база разомкнута и ток в ней равен нулю Iэ=0, а между коллектором и базой приложено напряжение Uк-б, то в цепи коллектора будет протекать небольшой обратный (тепловой) ток Iко, обусловленный неосновными носителями зарядов.

Этот ток в значительной степени зависит от температуры и является одним из параметров транзистора (чем меньше ток, тем лучшими качествами обладает транзистор).

Так как эмиттерный p-n-переход находится под прямым напря­жением, то он обладает малым сопротивлением. На коллектор­ный р-п-переход воздействует обратное напряжение и он имеет большое сопротивление. Поэтому напряжение, прикладываемое к эмиттеру, весьма мало (десятые доли вольта), а напряжение, подаваемое на коллектор, может быть достаточно большим (до нескольких десятков вольт). Изменение тока в цепи эмиттера, вызванное малым напряжением Uэ, создает примерно такое же изменение тока в цепи коллектора, где действует значительно большее напряжение Uк, в результате чего транзистор усиливает мощность.

При работе транзистора в качестве усилителя электрических колебаний входное переменное напряжение Uвх(сигнал, подлежа­щий усилению) подают последовательно с источником постоянного напряжения смещения Uсм между эмиттером и базой, а выходное напряжение Uвых (усиленный сигнал) снимается с нагрузочного резистора Rн.


Возможны три схемы включения транзисторов п-р-п-типа
(рис.2,а) и р-п-р-типа(рис.2,6): с общей базой ОБ, с общим эмиттером ОЭ и с общим коллектором ОК. Название схемы пока­зывает, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной цепей. Схемы включения транзисторов отличаются своими свойствами, но принцип усиления колебаний остается одинаковым.


В схеме с общей базой положительное приращение напряжения
на входе Uвх вызывает увеличение тока эмиттера Iэ, что приводит к увеличению как тока коллектора Iк так и напряжения выхода Uвых, причем ΔUвых >>ΔUвх. В схеме с ОБ источник входного напряжения включен в цепь эмиттер — база, а нагрузка и источ­ник питания — в цепь коллектор — база. Входное сопротивление схемы с ОБ мало (несколько омов или десятков омов), так как эмиттерный переход включен в прямом направлении. Выходное сопротивление схемы, наоборот, велико (сотни килоомов), так как коллекторный переход включен в обратном направлении. Малое входное сопротивление схемы с ОБ является существенным недо­статком, ограничивающим применение ее в усилителях. Через источник входного сигнала в этой схеме проходит весь ток эмит­тера и усиления по току не происходит (коэффициент усиления по току α<1). Усиление по напряжению и мощности в этой схеме может достигать нескольких сотен.

В схеме с общим эмиттером ОЭ источник входного напряжения включен в цепь эмиттер — база, а сопротивление нагрузки Rн и источник питания — в цепь эмиттер — коллектор, так что эмиттер является общим электродом для входной или выходной цепей. Входное сопротивление схемы с ОЭ больше, чем у схемы с ОБ, так как входным током в ней является ток базы, который много меньше тока эмиттера и тока коллектора. Это сопротивление составляет сотни омов. Выходное сопротивление схемы с ОЭ велико и может составлять до ста килоомов. Коэффициент усиления по току β в этой схеме определяется как отношение приращения тока коллекто­ра ΔIк к приращению тока базы ΔIб при постоянном напряжении на коллекторе, т. е. β= ΔIк/ΔI6 при Uк = const, и может иметь значения β = 10-400 для различных транзисторов. Учитывая ра­венства Iэ=Iк + Iб иα = ΔIк/ΔIэ, получим

β=ΔIк /(ΔIэ -ΔIк)=(ΔIк/ΔIэ) / (1- ΔIк /ΔIэ) = α/(1-α). Зависимость тока коллектора Iк от тока базыI6 в схеме с ОЭ определяется формулой Iк=β(I6+Iк.о.), где Iк.о – обратный ток р-п-перехода база — коллектор при Iэ= 0. В схеме с ОБ Iк=αIэ+Iк.о..

Коэффициент усиления по напряжению Ku для схемы с ОЭ того же порядка, что и для схемы с ОБ. Коэффициент усиления по мощ­ности Kp=βKu во много раз больше, чем в схеме с ОБ.

В схеме с общим эмиттером ОЭ при усилении входного напря­жения происходит поворот фазы выходного напряжения на полови­ну периода, т. е. на 180°: положительные приращения входного напряжения вызывают отрицательное приращение выходного и на­оборот,

В схеме с общим коллектором ОК источник входного напря­жения включается в цепь базы, а источник питания и сопротивление нагрузки - в цепь эмиттера. Входным током является ток базы, а выходным — ток эмиттера. Коэффициент усиления по току для этой схемы Ki=ΔIэ/ ΔIб= ΔIэ/(ΔIэ -ΔI)

Наши услуги



Мир учителя © 2014–. Политика конфиденциальности