double arrow

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ ПРИ МАЛЫХ СИГНАЛАХ

1

Лабораторная работа №2

Цель работы:Научиться измерять h-параметры биполярных транзисторов.

Параметры четырехполюсника. Чаще всего на практике применяется система h-параметров. Она наиболее просто реализуется в измерительных приборах, так как у любого транзи­стора достаточно легко создать ре­жим короткого замыкания (КЗ) на выходе и режим холостого хода (XX) на входе.

Если u1=h11i1+h21u2, i2=h21i1+h22u2, где u1, i1, – напряжение и ток на входе транзистора; u2, i2 напря­жение и ток на выходе транзистора, то

;

при КЗ на выходе,

;

при XX на входе.

Таким образом, задавая i1, и2 и измеряя u2 и i1, можно рассчитать полную матрицу параметров четырехполюсника.

На рис. 1 показан пример изме­рения входного сопротивления в схеме с общей базой h11б.

Режим КЗ на выходе создается емкостью. На вход транзистора от источника тока подается переменный сигнал. Для этого случая

,

где е(ω) – э.д.с. источника переменного тока; R2 – внутреннее сопротивление источника переменного тока.

Если е(ω) и R2 величины по­стоянные, то прибор, измеряющий u1, будет показывать величину, про­порциональную h11, иначе говоря, шкалу прибора можно проградуировать непосредственно в значениях h11. Аналогично измеряются все остальные параметры системы. Для того, чтобы измерить параметры современных транзисторов и сохранить условия малости сигнала, вольтметр, измеряющий и1, должен обладать до­статочно высокой чувствительностью (100-200 мкВ).




Высокочастотные параметры.На высоких частотах для измерения ем­костей переходов используется метод емкостно-омического делителя, ил­люстрируемый рис. 2

Рис. 1

При соблюдении условия ωRнСн£1 справедливо соотношение и=е(ω)СнRн, где Rн сопротивление нагрузки; Сн – емкость нагрузки, т.е. показания вольтметра пропорциональны величине емкости коллек­торного перехода Ск. Емкость эмиттерного перехода Сэ измеряется ана­логичным способом. При выполнении указанного условия на малых сигна­лах чувствительность вольтметра должна быть очень высокой. Поэто­му часто в качестве измерителя пара­метров используют высокоизбиратель­ный вольтметр.

Измерение постоянной времени це­пи обратной связи τк=r'бСк осуществляется устройством, схема кото­рого показана на рис. 3 (r'б сопротивление базы).

Если ωr'бСк£1, а напряжение и частота генератора остаются постоян­ными, то u=ωr'бСк и, следовательно, измеритель напряжения u можно проградуировать в значениях r'бСк.

Измерение предельной fh12 и гра­ничной fгр частот коэффициента передачи тока сводится к измерению модуля коэффициента передачи тока |h21э| ha одной фиксированной ча­стоте. Это видно из соотношения

,

где k=l,2–l,6.

Рис. 2

Чаще всего для измерения приме­няют устройство, схема которого показана на рис. 3



В цепи базы протекает высокочастотная составляющая тока базы. На нагрузке Скэ, являющейся одновременно емкостью короткого замыкания, создается пропорцио­нальное току коллектора падение напряжения, ко­торое измеряется приемником или селективным микровольтметром. Для этого случая

При условии Iб=const шкалу отсчетного прибора микровольтметра можно проградуировать непосредст­венно в значениях h21э или fгр, т.е. частоты, на которой | h21э|= 1.

Анализируя устройства, измеряю­щие малосигнальные параметры, можно выделить узлы, являющиеся для всех них общими, т. е. базо­выми:

– источник постоянного напряже­ния на коллекторе;

– источник постоянного тока эмит­тера;

– генераторы гармонического сиг­нала;

– милли- и микровольтметры пере­менного напряжения;

– приспособления для подключе­ния испытуемых транзисторов.

При измерении различных пара­метров к генераторам и милливольтметрам предъявляются различные требования как по рабочим часто­там, так и по выходному напряжению и чувствительности, что препятству­ет созданию единого универсального прибора.

 





1




Сейчас читают про: