МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
МОДЕЛЮВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРІВ Методичні вказівки до лабораторної роботи № 5 з навчальної дисципліни: “Компонентна база засобів технічного захисту інформації”, для студентів базових напрямків 6.170102 “Системи технічного захисту інформації” 6.170103 “Управління інформаційною безпекою” Затверджено на засіданні кафедри (Захист інформації( Протокол № 8 від 12 грудня 2013 р. Львів – 2013 Моделювання характеристик і визначення параметрів біполярних транзисторів: Методичні вказівки до лабораторної роботи №5 з дисципліни: “Компонентна база засобів технічного захисту інформації” /Укл.: Кеньо Г.В. ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2013. ( 20 с. Рецензент: проф., д.т.н. Хома В.В. Відповідальний за випуск: проф., д.т.н. Дудикевич В.Б. 1. Мета роботи Ознайомитися з особливостями роботи транзистора в схемі зі спільним емітером, промоделювати вхідні та вихідні статичні характеристики, визначити коефіцієнт підсилення за струмом і вхідний опор, порівняти характеристики транзистора і складеного транзистора. 2. Завдання За допомогою графічного редактора системи схемотехнічного моделювання MicroCap 8 ознайомитись з моделями біполярного транзистора. Отримати та дослідити вольт-амперні характеристики біполярного транзистора у семах увімкнення зі спільним емітером та зі спільною базою. Визначити параметри біполярного транзистора. 3. Теоретичні відомості Серед напівпровідникових приладів важливе місце займає транзистор, який застосовується для підсилення і перетворення електричних сигналів і має три виводи. Найбільше розповсюдження отримали транзистори з двома p-n переходами, які називають біполярними, струм у них переноситься носіями заряду обох знаків. Структура і умовне позначення біполярного транзистора зображені на рис.1. Транзистор побудований на основі напівпровідникової монокристалічної пластини, в якій створені три області з різною електропровідністю. Для прикладу на рис.1.а зображений транзистор з електропровідністю типу n–p–n, середня область якого має діркову p, а дві крайні – електронну n електропровідність. Широко застосовуються також транзистори з електропровідністю типу p–n–p, в яких діркову p електропровідність мають дві крайні області, а середня область має електронну n електропровідність.
а б Рис.1. Будова і умовне графічне позначення площинного транзистора п-р-п (а) та р-п-р-типу (б) Середня область транзистора називається базою, одна крайня область – емітером, а друга – колектором. Таким чином транзистор має два n –p переходи: емітерний – між емітером і базою і колекторний – між базою і колектором. Віддаль між цими переходами повинна бути дуже малою (одиниці мікрометра), окрім цього концентрація домішок в базі завжди на декілька порядків менша ніж в емітері і колекторі. У залежності від полярності напруги, яка прикладається до його переходів, транзистор може працювати в трьох режимах В активному режимі на емітерному переході напруга пряма, а на колекторному – зворотна. В режимі відсікання, або закривання, на обидва переходи подається зворотна напруга. Якщо на обох переходах напруга пряма, то транзистор працює в режимі насичення. Різновидністю активного режиму є інверсне ввімкнення транзистора, коли емітерний перехід зміщений у зворотному, а колекторний у прямому напрямках. Активний режим є основним і використовується в підсилювачах і генераторах. Роботу біполярного транзистора розглянемо на прикладі nрn-транзистора, у режимі без навантаження, коли увімкнені тільки джерела постійного живлення, напругою Е1 і Е2 (рис.2).
а б Рис.2. Рух електронів і дірок у транзисторах з електропровідністю типу n-p-n ( а ) і p-n-p ( б ) Полярність джерел живлення така, що на емітерному переході напруга пряма, а на колекторному звор...