При увеличении напряжения, сила тока неравномерная, а сопротивление падает

5. Ответы на контрольные вопросы:

1. Что называется вольтамперной характеристикой полупроводникового диода?

1) Что называется вольтамперной характеристикой полупроводникового диода?
Зависимость тока протекающего через полупроводниковый диод от приложенного к его выводам напряжения называется вольтамперной характеристикой.

2. Для чего нужны вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов?
Вольтамперная характеристика самый важный параметр полупроводниковых оборудований. Чтобы знать какой диод куда можно применить.

3. Для чего нужны вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов?

Из ВАХ вытекают свойства:
1) Вентильное свойство. Односторонняя проводимость.
2) ВАХ сильно зависит от температуры.
3) Если превысить,то в переходе происходит пробой,который приводит к резкому увеличению.
4) Pn переход можно рассматривать как емкость.

4. Основные элементы вольтамперной характеристики полупроводникового диода.
Такое поведение полупроводникового диода объясняется механизмом протекания тока через pn-переход. Механизм этот - рекомбинация носителей. В нейтральном состоянии (нулевое напряжение) в р-области избыток дырок, в n-области избыток электронов, в обеднённом слое между этими двумя областями носителей практически нет. Если теперь подать на pn-переход прямое напряжение, то носители двинутся навстречу друг другу, и в области перехода начнётся их рекомбинация (электроны будут заполнять дырки - которые натурально есть свободные места). И на место рекомбинировавших носителей тут же подойдут новые.
Если напряжение на переходе обратное, то носителям в области перехода неоткуда взяться - внешнее напряжение оттаскивает их от перехода ещё дальше. А нет носителей - нет и тока.

5. Сравните напряжения на полупроводниковом диоде при прямом и обратном его включениях по порядку величин. Почему они различны?

Отчет по лабораторной работе №14. Вариант №.

Снятие входных и выходных характеристик биполярного транзистора.

(Снятие и исследование статических характеристик биполярного транзистора.)

1. Цель работы: Снятие и анализ статических вольтамперных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Определение h-параметров биполярного транзистора по его характеристикам.

2. Оборудование: Рабочее место в компьютерном классе.

3. Краткие сведения из теории:

Транзистором называют трехэлектродный полупроводниковый прибор, пригодный для генерирования, усиления, преобразования электрических сигналов решения других задач электронной техники.

Название биполярного транзистора объясняется тем, что ток в нем определяется движением носителей зарядов двух знаков – отрицательных и положительных (электронов и дырок).Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводников типа p-n-p, между которыми образуются два p-n перехода в соответствии с чередованием слоев с разной электропроводностью.

Биполярные транзисторы подразделяют на два типа: p-n-p и n-p-n. У транзистора имеются три вывода (электрода): эмиттер Э, коллектор К и база Б. Напряжение питания подают таким образом, чтобы на переход эмиттер – база было подано напряжение в прямом направлении, а на переход база – коллектор в обратном направлении. Рассмотрим более подробно работу транзистора типа p-n-p.

При подключении эмиттера к положительному зажиму источника питания возникает эмиттерный ток I _э. Дырки преодолевают переход и попадают в область базы, для которой дырки не являются основными носителями заряда. Дырки частично рекомбинируют с электронами базы. Однако поскольку напряжение питания коллектора во много раз (в 20) больше, чем напряжение питания базы, и конструктивно слой базы выполняется очень тонким, вследствие чего электрическое сопротивление цепи базы получается высоким, то ток, ответвляющийся в цепь базы I _б, оказывается незначительным. Большинство дырок достигают коллектор, образуя коллекторный ток I _к. Таким образом: I _э = I _б + I_к, причем I _э = a I _к, где a @ 0,95-0,995 – коэффициент передачи по току.

Ток коллектора I _к превосходит ток базы I _б от 20 до 200 и более раз.

Это объясняет возможность усиления с помощью транзистора тока и, соответственно, мощности сигнала во много раз.

Если в коллекторную цепь включить сопротивление нагрузки, в нем будет выделяться мощность, во много раз бóльшая, чем мощность сигнала, подводимого в цепь базы. При этом следует иметь в виду, что мощность сигнала усиливается за счет энергии источников питания. Принцип действия транзистора типа n-p-n точно такой же, как у рассмотренного выше транзистора p-n-р.

Вольт-амперные характеристики транзистора определяются схемой его включения: с общим эмиттером (ОЭ), с общей базой (ОБ) или с общим коллектором (ОК).

Основные вольт-амперные характеристики транзистора:

· входная – зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении;

· семейство выходных – зависимость выходного тока от выходного напряжения при разных (фиксированных) значениях входного тока.

На нижеприведенном рисунке представлены вольт-амперные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

ВАХ биполярного транзистора с общим эмиттером: входная (а) и выходная (б)

Характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ:

I _вых = I _к; I _вх = I _б: U _вх = U _бэ; U _вых = U _кэ

►Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх=I_к/I_б=I_к/I_э-I_к = α/1-α = β [β>>1]

►Входное сопротивление: R_вх=U_вх/I_вх=U_бэ/I_б

■ Входной характеристикой является зависимость:

IБ = f(UБЭ) при UКЭ = const (рис. 14, б).

■ Выходной характеристикой является зависимость:

IК = f(UКЭ) при IБ = const (рис. 14, а).

а) б)

Рисунок 14 – Статические характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ

Транзистор в схеме ОЭ дает усиление по току.

■ Коэффициент усиления по току в схеме ОЭ:

■ Если коэффициент a для транзисторов a = 0,9¸0,99, то коэффициент b = 9¸99.

■ Это является важнейшим преимуществом включения транзистора по схеме ОЭ, чем, в частности, определяется более широкое практическое применение этой схемы включения по сравнению со схемой ОБ.