Порядок выполнения работы. В работе используются: ГТ, ГН2, АБ1, АБ2, ИсН4, АВО, ИзмВ, съемный элемент V- триодный тиристор малой мощности КУТОТБ;

В работе используются: ГТ, ГН2, АБ1, АБ2, ИсН4, АВО, ИзмВ, съемный элемент V- триодный тиристор малой мощности КУТОТБ;

- 8 -

R = 3Ком, сменная панель 17Л-03/12.

1 Установить сменную панель 17Л – 03 /12на коммутирующее плато собрать цепь по схеме рис. 2.4.

Рис. 2.4.

2 Задавая значения прямого напряженияVпр(что осуществляется увеличением ЭДС источника ИсН4), снять вольтуамперную характеристику тристора при Iу=0, по данным построить вольт- амперную характеристику тиристора при Iу= 0

3 Задавая различные значения тока управления Iу, также построить вольт- амперные характеристики данного тиристора и сравнить их.

4 Задав некоторое небольшое значение тока в цепи генератора тока и изиеняя напряжение питания генератора ГН2, установить момент переключения тиристора.

Контрольные вопросы

1 Чем объяснить способность тиристора выдерживать довольно большое обратное напряжение?

2 Можно ли утверждать, что участок ОА прямой ветви вольт- амперной характеристики тиристора представляет собой обратную ветвь вольт- амперной характеристики

- 9 -

р-п перехода П2?

3 На каких физических явлениях основано отпирание тиристора?

4 Перечислите основные параметры тиристора.

5 Где на практике используются тиристоры?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

«Снятие и анализ характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером»

Цель работы: Ознакомление с основными параметрами биполярного транзистора и снятие опытным путем его статических входных и выходных характеристик.

Транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы, состоящие из трех областей с чередующимися типами электропроводимости.

По принципу действия транзисторы делятся на биполярные и полевые. Транзистор называют биполярным из-за того, что физические процессы в нем связаны с движением носителей зарядов обоих знаков (свободных дырок и электронов). Устройство биполярного транзистора основано на явлениях взаимодействия двух близко расположенных р-п переходов. Возможны две трехслойные структуры с различным чередованием участков с электронной и дырочной проводимостью, отсюда различают транзисторы двух типов: р-п-р и п-р-п. Структура и условные обозначения этих типов транзисторов приведены на рис 3.1 а, б.

а) б)

Рис. 3.1.

- 10 -

У биполярного транзистора имеется три вывода. В транзисторе р-п-р-типа первый вывод от первой р- области, его называют коллектором (к), второй вывод- от второй р- области называют эмитером (Э), третий вывод –от п-области называют базой (Б).

Различают четыре режима работы транзистора, из них основным является активный режим работы, в котором переход эмиттер – база включен- в обратном.

При приложении напряжений между коллектором и эмиттером, а также базой и эмиттером (рис.3.1а) потекут токи: базы Iб, эмиттера Iэ, коллектора Iк. Эти токи связаны соотношением:

Iэ = Iб +Iк

При работе транзисторов в усилителях необходимо знать зависимости между изменением этих токов ∆I при малых изменениях на ∆Vэб скачком сигнала управления Vэб и Vкб =конst.при пренебрежении переходными процессами в транзисторе, можно считать, что все токи транзистора изменяются скачком, т.е.∆ Iэ= ∆Iб+∆.Ir/ Для малых значений ∆Vэб цепь с транзистором можно рассматривать как линейную цепь с одним источником напряжения ∆Vэб

Для такой цепи ∆Iк =α* ΔIэ.

ΔI_к=(α/α-1)ΔI_Б=β*ΔI_Б,

где α= αI_к/αI_э≈(ΔI_k/Δiэ)_Vkv=const -дифференциальный коэффициент передачи тока эмиттера:

β=dI_k/dI_Б=(ΔI_K/ΔI_Б)_{Vk= const}

Дифференциальный коэффициент передачи тока базы α= 0,98- 0,99, β= 50-100

Коэффициент α и β являются параметрами плоскостных биполярных транзисторов.

Заметим, что при высоких частотах вышесказанное допущение несправедливо и поэтому выражения для коэффициентов α и β также неверны.

Связь между токами в транзисторе и приложенными напряже-

- 11 -

ниями выражается вольт- амперными входными и выходными характеристиками. Вид характеристик транзистора зависит от схемы его включения. Различают три основных способа включения транзисторов в схему в зависимости от того, какой из этих электродов является общим для входной и выходной цепей транзистора: схема с общим эмиттером, схема с общей базой и схема с общим коллектором (рис. 3.2.) В данной работе исследуется схема транзистора с общим эмиттером (рис. 3.2 б.).

а) б) в)

Рис. 3.2.

Для графического расчета усилительных устройств на транзисторах необходимы семейства их вольт- амперных характеристик На рисунке 3.3. приведены такие свойства вольт – амперных характеристик для триода, включенного по схеме с общим эмиттером. Первое семейство характеристик- зависимость между током и напряжением во входной цепи транзистора I_б=f₁(V_бэ), которую называют входной или базовой характеристикой транзистора (рис. 3.3а). Второе семейство характеристик - зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при

а) б)

Рис. 3.3.

- 12 -

фиксированных значениях тока базы. I_k=f₂ (V_ke)_тб=_konst.которую называют семейством выходных или коллекторных характеристик транзистора. (рис. 3.3б).

Как видно на рисунке 3.3а входная характеристика практически не зависит от напряжения V_кэ. Выходные характеристики (рис.3.3б) приблизительно равноудалены друг от друга и почти прямолинейны в широком диапазоне изменения напряжения V_кэ. Таким образом электрическое состояние транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, характеризуется четырьмя величинами I_б, V_бэ, I_r. V_кэ. Обычно независимыми величинами берут I_в, V_кэ. Тогда V_бэ=F₁(I_б,V_кэ). и I_к =F₂(I_б,V_кэ).

Для расчета и анализа устройств с биполярными транзисторами используют так называемые h-параметры транзистора, включенного с общим эмиттером. В пределах линейной части характеристик эти h-параметры могут быть найдены по соответствующим приращениям токов и напряжений:

h₁₁₌ ΔV_бэ/ ΔI_б при V_кэ=const (ΔV_кэ=0)

h_12Э=ΔV_БЭ/ΔVкэ при I_Б=const (ΔI_Б=0)

h_21Э=ΔV_К/ΔV_Б при V_КЭ=const (ΔV_КЭ=0)

h_22Э=Δik/ΔV_kЭ при I_Б=const (ΔI_Б=0)

Параметр h_11э представляет собой входное сопротивление биполярного транзистора. Параметр h_12э – безразмерный коэффициент внутренней обратной связи по напряжению

(h_12э= 0,002- 0,0002). Параметр h_21э безразмерный коэффициент передачи тока. Параметр h_22э- характеризует выходную проводимость транзистора при постоянном токе базы. h- параметры транзистора позволяют достаточно просто создать схему замещения транзистора, в которой присутствуют только резисторы и управляемый источник тока (рис.3.4.)

- 13 -

Рис. 3.4. Рис. 3.5.

h- параметры необходимые находить по семейству соответствующих характеристик вблизи рабочей точки.