МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА«
ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТРАНЗИСТОРА
ПО СХЕМІ ЗІ СПІЛЬНОЮ БАЗОЮ
Методичні вказівки до лабораторної роботи №12
з курсу
«Електротехніка електроніка та мікропроцесорна техніка"
для студентів спеціальностей:
7.090207 «Робототехнiчнi системи та комплекси«,
7.090223 «Машини та технологія пакування«,
7.090222 «Обладнання легкої промисловості
та побутового обслуговування«
Затверджено
на засіданні кафедри
автоматизації та комплексної
механізації машинобудівної
промисловості
Протокол № 6
від __ _________ 2001р.
Львів - 2001
Зняття характеристик і визначення параметрів транзистора по схемі зі спільною базою. Методичні вказівки та інструкція до лабораторної роботи з курсу "Електротехніка електроніка та мікропроцесорна техніка" для студентів спеціальностей: 7.090207 «Робототехнiчнi системи та комплекси«, 7.090223 «Машини та технологія пакування«, 7.090222 «Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування«/Укл. Зелінський І.Д., Таянов С.А. - Львів: Національний університет "Львівська політехніка", 2001. – 8 с.
Укладачі:
к.т.н., доцент каф. АКМ Зелінський І.Д.,
к.т.н., доцент каф. АКМ Таянов С.А.
Відповідальний за випуск:
зав. каф. АКМ доцент, к.т.н. Гаврильченко О.В.
Рецензенти:
к.т.н., доцент каф. АКМ Савчин О.М.
д.т.н., доцент каф. «Телекомунікації» Тимченко О.В.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12
ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТРАНЗИСТОРА ПО СХЕМІ ЗІ СПІЛЬНОЮ БАЗОЮ
Мета роботи: Зняття вхідної і вихідної характеристик транзистора по схемі зі спільною базою і визначення —параметрів транзистора по характеристиках.
I. ПОПЕРЕДНЯ ПІДГОТОВКА ДО РОБОТИ
Скаржепа И. А., Луценко А. Н. Электроника и микросхемотехника: Учебник: В 2х ч./ Под общ. ред. А.А. Краснопрошиной. К.: Вища шк. 1989. - Ч.1.
Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов – 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 1991.
Захаров В.К., Лыпарь Ю.М. Электронные устройства автоматики и телемеханики. Л.: Энергоатомиздат, 1984.
Контрольні питання
Розповісти про будову біполярних транзисторів, їхніх умовне позначення і маркування.
Вкажіть особливості включення транзистора по схемі зі спільною базою.
Яку залежність транзистора визначає його вхідна характеристика?
Яку залежність транзистора визначає його вихідна характеристика?
Чим пояснити відсутність посилення по струму в схемі зі спільною базою?
Як впливає величина напруги ділянки база-колектор на положення вхідної статичної характеристики транзистора?
Охарактеризуйте кожний з —параметрів транзистора для схеми зі спільною базою. Укажіть розмірність —параметрів, поясніть їх фізичний зміст.
Яким чином можна визначити —параметри по статичних характеристиках транзистора?
Розкажіть про практичне застосування схеми зі спільною базою.
Схема дослідження, необхідні прилади
Схема для зняття характеристик транзистора при включенні зі спільною базою приведена на рис.1 (полярність джерел живлення показана для випадку дослідження транзистора типу р-п-р).
Рис. 1. Схема дослідження транзистора з загальною базою
Підбираючи елементи схеми, необхідно знати допустимі значення струмів і напруг досліджуваного транзистора. У табл. 1 приведені гранично допустимі електричні параметри деяких біполярних транзисторів типу р-п-р.
Таблиця 1
Гранично допустимі електричні параметри деяких типових транзисторів
Тип транзистора
Максимально допустимий струм колектора
, мА
Максимально допустима напруга колекторемітер
, В
Максимально допустима напруга колекторбаза
, В
Максимально допустима обернена напруга емітербаза
, В
МП40
20
15
15
15.
МП41
20
15
15
15
П202
2000
55
45
45
П403
10
10
10
1
ГТ109А
20
6
15.
—
ГТ403А
1250
30
45
20
ГТ701А
12000
55
——
15
У схемі є два джерела, що дозволяють змінювати напругу на емітерному та колекторному переходах. При дослідженні малопотужних транзисторів джерелом Е.Р.С. може може служити сухий елемент або акумулятор, що дає напругу порядку декількох вольт, а джерелом Е.Р.С. - батарея або випрямляч на 20—30 В. Потенціометри і низькоомні з опорами в кілька десятків Ом. Включення двох потенціометрів дозволяє плавно змінювати напругу на ділянці емітер — база. Потенціометр високоомний (одиниці кілоом). Вимірювальні прилади у вхідному і вихідному колах транзистора повинні бути розраховані на вимірювання постійних струмів і напруг. Доцільно застосовувати прилади магнітоелектричної системи, не забуваючи, що при їхньому включенні в схему необхідно дотримувати полярність. Межі вимірів приладів повинні бути зручними для зняття вхідних і вихідних характеристик і залежати від величин струмів і напруг у колах досліджуваного транзистора. Наприклад, для дослідження транзистора типу ГТ109А можна використовувати міліамперметри і з верхньою межею виміру 30 мА, мілівольтметр на 300 мВ, вольтметр на 15 В. Змінні резистори і низькоомні (десятки Ом), потенціометр має опір порядку декількох кілоом.
II. ВИКОНАННЯ РОБОТИ
План роботи
1. Складання та і випробування схеми.
2. Зняття вхідних статичних характеристик транзистора при
3. Зняття вихідних статичних характеристик транзистора при
4. Побудова статичних характеристик транзистора
5. Визначення , , , параметрів по статичним характеристиках транзистора.
Складання та випробування схеми
Досліджуваний транзистор, джерела живлення, вимірювальні прилади і потенціометри з'єднують за схемою рис. 1. Після перевірки приступають до випробування схеми. Для цього потенціометром встановлюється напруга на ділянці колектор-база порядку 50...60% від найбільшого значення цієї напруги для досліджуваного транзистора. Підтримуючи цю напругу незмінною, змінюють напругу (за допомогою потенціометрів і ) і стежать за показами міліамперметра, що вимірює струм емітера , величина якого повинна мінятися в межах, достатніх для зняття вхідної характеристики транзистора.
Потім перевіряють можливість зняття вихідної характеристики, встановлюючи движки потенціометрів і у середнє положення, зауважуючи величину струму емітера і підтримують його незмінним. Змінюючи напругу , стежать за величиною струму колектора .
Зняття вхідних статичних характеристик транзистора
при
Перед зняттям характеристик заготовлюють таблицю спостережень (табл. 2).
Таблиця .2
при
Транзистор типу . . .
= . . ., В
= . . ., В
= . . ., В
, В
, мА
, В
, мА
, В
, мА
Вхідні статичні характеристики транзистора знімають для трьох значень напруги , що відрізняються між собою на 30—50%. Величини напруг , і залежать від типу досліджуваного транзистора. Наприклад, для транзистора типу ГТ109А напруги можуть бути рівні відповідно 3, 6 і 10В. Напруга між емітером і базою змінюють потенціометрами і від 0 до 300 мВ (для малопотужного транзистора) через 20 30 мВ.
Зняття вихідних статичних характеристик транзистора
при
Дані спостережень записують у табл. 3.
Таблиця 3
при
Транзистор типу...
= . . ., мА
= . . ., мА
= . . ., мА
= . . ., мА
, В
, мА
, В
, мА
, В
, мА
, В
, мА
Вихідні статичні характеристики знімають для чотирьох значень струму емітера , , , , що встановлюють потенціометрами і і підтримують у процесі спостережень незмінними. Величини струмів емітера залежать від типу досліджуваного транзистора. Наприклад, для малопотужних транзисторів (типу ГТ109А) значення , , і можуть складати відповідно 0, 5, 10, 15 мА. Напруга змінюють потенціометром від 0 до 10 15 В (для малопотужних транзисторів) через 2 3 В.
Побудова статичних характеристик транзистора
На підставі результатів табл. 2 і 3, в прямокутній системі координат будують сімейства вхідних і , вихідних статичних характеристик досліджуваного транзистора.
Визначення , , і параметрів по статичних
характеристиках транзистора
Для визначення параметрів транзистора треба скористатися методом характеристичного трикутника. Як приклад розглянемо мал. 2.
На вхідних характеристиках транзистора будують трикутник (рис. 2), з якого знаходимо
при ,
де В мА.
Отже,
Ом
З цього ж трикутника визначаємо
при ,
де В В
Отже,
Рис. 2. Визначення , , - параметрів по вхідних характеристиках транзистора
Параметри і визначають по вихідних характеристиках рис. 3 (по осі абсцис відкладені отриманні значення напруги). Побудувавши характеристичний трикутник знайдемо
Рис. 3. Визначення і - параметров по вихідних характеристиках транзистора
при ,
мА
при ; мА;
В;
см.
III. ВКАЗІВКИ ДО ЗВІТУ
Звіт повинний містити:
1) точне найменування і ціль роботи;
2) таблицю основних даних досліджуваного траизистора;
3) схему для зняття характеристик транзистора ( короткою характеристикою вхідних у неї елементів;
4) таблиці спостережень;
5) вхідні статичні характеристики при ;
6) вихідні статичні характеристики при ;
7) значення параметрів транзистора, знайдені по характеристиках;
8) короткі висновки про роботу.