МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА«
ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ,
ТРАНЗИСТОРА ЗА СХЕМОЮ З ЗАГАЛЬНИМ ЕМІТЕРОМ
Методичні вказівки до лабораторної роботи №13
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 за схемою з загальним емітером. 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. – 7 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 № 13
ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК І ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ , ТРАНЗИСТОРА ЗА СХЕМОЮ З ЗАГАЛЬНИМ ЕМІТЕРОМ
Мета робота: Вивчення особливостей роботи транзистора за схемою з загальним емітером (зняття вхідної і вихідної характеристик), визначення коефіцієнта підсилення по струму і вхідного опору.
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
1. Вкажіть основні особливості схеми включення транзистора з загальним емітером.
2. Яку залежність виражає вхідна характеристика транзистора за схемою з загальним емітером?
3. Яку залежність виражає вихідна характеристика транзистора за схемою з загальним емітером?
4. Поясните процес посилення по струму в схемі включення транзистора з загальним емітером.
5. Чим пояснити збільшення вхідного опору транзистора при включенні його за схемою з загальним емітером?
6. Як впливає величина напруги на ділянці колектор — емітер на положення вхідної статичної характеристики транзистора?
7. Як впливає величина струму бази на положення вихідної статичної характеристики транзистора?
8. Приведіть співвідношення між коефіцієнтами підсилення по струму в схемі з загальним емітером і з загальною базою.
9. Як визначити коефіцієнт підсилення по струму і вхідний опір транзистора по характеристиках?
10. Розповісти про використання схеми з загальним емітером.
Схема дослідження, необхідні прилади і деталі
Схема для зняття характеристик транзистора з загальним емітером приведена на рис. 1. Для підбору елементів схеми необхідно знати параметри досліджуваного транзистора. Основні параметри деяких біполярних транзисторів приведені в табл. 1.
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. 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.
II. ВИКОНАННЯ РОБОТИ
План роботи
Складання та і випробування схеми.
Зняття вхідних статичних характеристик транзистора при .
Зняття вихідних статичних характеристик транзистора при .
Побудова статичних характеристик транзистора.
Визначення коефіцієнта підсилення по струму і вхідного опору .транзистора.
Складання та випробування схеми
Досліджуваний транзистор, джерела живлення, вимірювальні прилади і потенціометри з'єднують по схемі рис. 1.
Рис. 13.1. Схема дослідження транзистора з загальним емітером
Після перевірки приступають до випробовування схеми. Для цього потенціометром встановлюють напругу коллектор—емітер порядку 50 60% від найбільшого значення цієї напруги для досліджуваного транзистора. Підтримуючи цю напругу постійним, змінюють напругу (за допомогою потенціометра ) і стежать за показаннями приладу, що вимірює струм бази . Його величина повинна змінюватися в межах, достатніх для зняття вхідної характеристики транзистора. Потім перевіряють можливість зняття вихідної характеристики. Для цього встановлюють движок потенціометра в середнє положення, зауважують значення струму бази і підтримують його постійним. Змінюючи напругу , стежать за величиною струму колектора , що має плавно змінюватися в межах, що дозволяють зняти вихідну статичну характеристику транзистора.
Зняття вхідних статичних характеристик транзистора
при
Перед зняттям характеристик заготовлюють таблицю спостережень (табл. 2).
Таблиця 2.
при
Транзистор типу...
= . . ., В
= . . ., В
= . . ., В
= . . ., В
, В
, мА
, В
, мА
, В
, мА
, В
, мА
Вхідні статичні характеристики транзистора знімають для В и трьох значень напруги , що відрізняються між собою на 30 50%. Величини напруг і залежать від типу досліджуваного транзистора. Наприклад, для транзистора типу ГТ109А ці напруги можуть бути рівними відповідно 3; 5 і 8В. Напруга між базою і емітером змінюють потенціометром від 0 до 200 300 мВ (для малопотужного транзистора) через 20—30 мВ.
Варто звернути увагу на те, що вхідні статичні характеристики, зняті при , практично не відрізняються одна від одної і дати пояснення цьому явищу.
Зняття вихідних статичних характеристик транзистора
при
Дані спостережень записують у заздалегідь заготовлену таблицю спостережень (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 бази , , і , що встановлюють потенціометром і підтримують у процесі спостережень незмінними. Величини струмів бази залежать від типу досліджуваного транзистора. Наприклад, для малопотужних транзисторів (типу ГТ109А) значення , , і можуть складати відповідно 0, 40, 80, 120 мкА. Напруга змінюють потенціометром . від 0 до 10 15 В (для малопотужних транзисторів) через інтервали 2 3 В.
Побудова статичних характеристик транзистора
На підставі результатів табл. 2 і 3, у прямокутній системі координат будують сімейства вхідних і вихідних статичних характеристик транзистора. Зразковий вид цих характеристик приведений на рис. 2.
Визначення коефіцієнта підсилення по струму і вхідному опорі транзистора
Користаючись сімейством вихідних характеристик транзистора (див. рис 2, а), неважко визначити значення коефіцієнта підсилення по струму. Припустимо, що транзистор працює при напрузі між колектором і емітером В, а струм бази дорівнює
Рис. 2. Статичні характеристики для схеми з загальним емітером:
а — вихідні; б — вхідні
мкА. Цьому режиму в сімействі вихідних характеристик транзистора відповідає точка А. Взявши приріст і між точками В и С при постійній напрузі знайдемо
при
Вимірювання слід проводити для напруги , складає приблизно 50% від найбільшої величини цієї напруги для даного типу транзистора.
Вхідний опір транзистора можна знайти з вхідних характеристик (див. рис. 2, б). Точка А відповідає тому ж режиму, що і на вихідних характеристиках.
По приростах і між точками В і С при постійному В, знаходимо
Ом.
III. ВКАЗІВКИ ДО ЗВІТУ
Звіт повинний містити:
1) точне найменування і ціль роботи;
2) таблицю основних даних досліджуваного транзистора;
3) схему для зняття характеристик транзистора з короткою характеристикою вхідних у неї елементів;
4) таблиці спостережень;
5) вхідні статичні характеристики при ;
6) вихідні статичні характеристики при ;
7) розрахунок коефіцієнта підсилення по струму і вхідного опору транзистора;
8) короткі висновки про роботу.