Лабораторна робота №2

Дослідження біполярних транзисторів.

Мета роботи – познайомитися з конструкцією та принципом дії транзистора, експериментально зняти вольт-амперні характеристики і визначити параметри еквівалентних схем.

Біполярний транзистор (БПТ) – це трьохелектродний напівпровідниковий прилад, що має два взаємодіючих p-n-переходи. Він є активним напівпровідниковим приладом і забезпечує підсилення потужності електричних сигналів. В транзисторі між трьома шарами напівпровідника різної електропровідності на межі їх поділу є два p-n-переходи. В залежності від характеру електропровідності зовнішніх шарів розрізняють транзистори типу p-n-p і n-p-n (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Типи біполярних транзисторів.

Внутрішню область монокристала транзистора, що розподіляє p-n-переходи називають базою (Б). Зовнішній шар монокристала, що призначений для інжектування носіїв заряду в базу, називають емітером (Е), а p-n-перехід, що примикає до емітера, - емітерним. Інший зовнішній шар, екстрагуючий носії заряду з бази, називають колектором, а перехід – колекторним. Щоб відбувалася інжекція носіїв заряду в базу емітер має більше домішок, ніж колектор, а відповідно набагато менший опір. База слабо легірується домішками, а тому має великий опір. Ширина бази, що знаходиться між p-n-переходами називається активною. Взаємодія між двома p-n переходами буде існувати тільки тоді, коли активна ширина бази буде набагато менше дифузійної довжини неосновних носіїв заряду. Кожний із переходів може бути ввімкнений як в прямому так і в зворотному напрямі.

В залежності від комбінації ввімкнення переходів отримують три режими роботи транзистора:

1. Активний режим, при якому емітерний перехід ввімкнений в прямому напрямі, а колектор – в зворотному. Цей режим використовується у більшості схем підсилювачів та імпульсних приладах.

2. Режим відсічки – обидва переходи ввімкнені в зворотному напрямі і через транзистор проходять незначні струми.

3. Режим насичення – обидва переходи ввімкнені в прямому напрямі і через транзистор проходять великі струми.

При використанні транзистора в активному режимі, для створення емітерного струму потрібна невелика потужність, а потужність, яка створюється в колекторному колі, в наслідок великого опору колекторного переходу буде значно більшою, тому транзистор являється підсилювачем потужності. В залежності від того, який електрод загальний для вхідної і вихідної напруг отримують три схеми ввімкнення транзистора: з загальною базою (ЗБ), з загальним емітером (ЗЕ), з загальним колектором (ЗК). Розглядаючи транзистор як чотирьохполясник, його можна описати різними системами рівнянь. Найбільше вживаними є три системи з відповідними коефіціентами.

Система Z- параметрів.Система У– параметрів.. Система h- параметрів

.Найбільше часто вживається h- параметри, тому що вони легко визначаються експериментальним шляхом і мають конкретний фізичний смисл.

- вхідний опір транзистора при короткому замиканні на виході.

коефіцієнт зворотного зв`язку по напрузі при холостому ході на вході.

- коефіцієнт передачі струму при короткому замиканні на виході.

вихідна провідність при холостому ході на вході.

Значення h- параметрів залежить від схеми вмикання транзистора. Відповідно до системи рівнянь (3), транзистор в загальному виді можна представити еквівалентною схемою рис. 2.2, для безмежно малих сигналів, коли характеристики лінійні.

Рис. 2.2 Еквівалентна схема транзистора для h-параметрів.

В декартовій системі координат рівняння, що описують транзистор, характеризують 4 типа характеристик транзистора. Дві із них мають переважне значення (рис 2.3).

1. вхідні характеристики I₁=f(U₁) U₂=const

2. вихідні характеристики I₂=f(U₂) U₁=const

 

Рис 2.3 Вхідні та вихідні характеристики транзистора

 

Дві інші сім’ї ВАХ практичного застосування не отримали.

Маючи одну із систем параметрів для довільної схеми вмикання визначають інші параметри для необхідної схеми. В лабораторній роботі визначаються

ВАХ і h- параметри для схеми вмикання з загальним емітером.

Лабораторна робота виконується на спеціальному стенді, який має джерело живлення, вимірювальні прилади, а також схему, вид якої змінюється за допомогою тумблерів.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Date: 2015-05-08; view: 470; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...