Характеристики биполярных транзисторов

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет к лабораторной работе

ХАРАКТЕРИСТИКИ  БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент группы 5002

Есина С.Ю.

 

Руководитель:

Шандарова Е. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск – 2013

Цель  работы. Снять экспериментально и построить графики семейств характеристик биполярного транзистора n-p-n типа.

 

Пояснения к работе

Транзистор является полупроводниковым  триодом, у которого тонкий р - проводящий слой помещен между двумя n - проводящими слоями (n-p-n транзистор) или n - проводящий слой помещен между двумя р - проводящими слоями (p-n-p транзистор) (рис. 6.1).

Переходы p-n обладают выпрямительными свойствами полупроводникового диода.

В транзисторе p-n-p типа (рис. 6.2,а) ток эмиттера к коллектору через базу обусловлен неосновными для базы носителями заряда - дырками.

При положительном  направлении напряжения эмиттерный p-n переход открывается, и дырки из эмиттера проникают в область базы. Часть из них уходит к источнику напряжения , а другая часть достигает коллектора. Возникает транзитный ток от эмиттера к коллектору, который резко возрастает с увеличением тока базы и напряжения

В транзисторе n-p-n типа (рис. 62,б) транзитный ток через базу обусловлен также неосновными для базы носителями заряда - электронами. Там они появляются из эмиттера под действием напряжения . Токи эмиттера, коллектора и базы связаны между собой уравнением первого закона Кирхгофа:

 

Обычно  ток базы существенно меньше токов и . Отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы называется коэффициентом усиления по току:

 

Этот  коэффициент может иметь значение от нескольких десятков до нескольких сотен единиц.

 Свойства  транзистора описываются четырьмя  семействами характеристик:

 Входная характеристика - зависимость тока базы от напряжения между базой и эмиттером при постоянном напряжении между эмиттером и коллектором = const.

Выходная характеристика - зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при различных фиксированных токах базы .

Характеристика управления - зависимость тока коллектора от тока базы при = const.

Характеристика обратной связи - зависимость напряжения между базой и эмиттером от напряжения между коллектором и эмиттером при различных фиксированных токах базы .

 

Схема электрической  цепи

 

В работе исследуется транзистор n-p-n типа КТ-503Г. Для снятия входной характеристики применяется схема, изображенная на рис. 6.3. Амперметр Л₁ измеряет ток базы , вольтметр V₁ - напряжение , вольтметр V₂ – напряжение. Приборы имеют следующие пределы: V₁ - 20 В, V₂ - 20 В, A₁ - 20 мкА.

Для снятия выходной характеристики применяется схема, изображенная на рис. 6.4. Амперметр А₂ фиксирует ток коллектора и имеет предел 20 мА. В табл. 6.1 приведены для разных вариантов значения тока базы и напряжения для построения по результатам экспериментов зависимостей и .

Таблица 6.1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
мкА	20	40	60	80	20	40	60	80	20	40
В	0,5	1	2	5	10	0,5	1	2	5	10

Рис. 6.3

 

Рис. 6.4

 

Программа работы

 

1. Собрать электрическую цепь по схеме  рис. 6.3. Изменяя ток базы от 20 мкА  до 80 мкА при помощи реостата 1 кОм, снять семейство входных характеристик при различных напряжениях , которое изменяется при помощи регулируемого источника постоянного напряжения. Данные занести в табл. 6.2.

Таблица 6.2

=0 В		=	1В	=5 В		=10 В
мкА	В	мкА	В	мкА	В	мкА	В
20		20		20		20
40		40		40		40
60		60		60		60
80		80		80		80

 

2. Построить в одних осях семейство  входных характеристик транзистора при различных напряжениях .
3. По данным табл.6.2 для одного из токов базы =const, в соответствии с номером варианта из табл.6.1, построить характеристику обратной связи .
4. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 6.4. Изменяя напряжение, снять семейство выходных характеристик при различных токах базы. Данные занести в табл. 6.3.

Таблица 6.3

= 20 мкА		=40 мкА		= 60 мкА		= 80 мкА
0		0		0		0
0,5		0,5		0,5		0,5
1		1		1		1
2		2		2		2
5		5		5		5
10		10		10		10

5. По данным табл. 6.3 для одного из значений напряжения = const, в соответствии с номером варианта из табл.6.1, построить характеристику управления .
6. Используя характеристику управления , рассчитать коэффициент усиления транзистора по току в при изменении тока базы от 40 мкА до 60 мкА.
7. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы по работе.