Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Усилительные свойства транзистора при различных способах его включения.




Будем считать, что выполнены условия (11) и (12) и в схемах с ОБ и с ОЭ применимы формулы (9а), (10а), (13).

Схема с ОБ (рис11а).

Коэффициент передачи тока эмиттера: h21Б=-a, знак “-“ связан с тем, что за положительные в системе h-параметров приняты втекающие токи, тогда как, если IЭ втекает, то IК вытекает, и наоборот.

Коэффициенты усиления для схемы с ОБ:

,

Входное сопротивление , где I0Э – ток эмиттера в рабочей точке. На низких частотах отношение  может достигать нескольких тысяч, т.к. входное сопротивление h11Б очень мало, а сопротивление нагрузки Rн может иметь величину в несколько кОм.

Недостатком схемы с ОБ является низкое входное сопротивление, затрудняющее согласования ступеней усиления.

Схема с ОЭ (рис.11б).

Входным током в схеме является ток базы, коэффициент передачи h21Э=b. Входное сопротивление в данном случае значительно выше, чем в схеме с ОБ, так как при одинаковом переменном напряжении на входе ток базы существенно меньше тока эмиттера. Параметры связаны соотношением

Коэффициенты усиления в схеме с ОЭ:

, ,

KU имеет примерно такую же величину, как и в схеме с ОБ, а в раз больше, чем в схеме с ОБ/

Благодаря более высокому входному сопротивлению и более высокому усилению по мощности схема с ОЭ получила на практике самое широкое распространение.

Схема с ОК (рис.11в).

В данном случае сопротивление нагрузки Rн включено в цепь эмиттера, благодаря чему на эмиттерном переходе действует напряжение , равное разности между входным UВХ и выходным UВыХ напряжениями.

Поэтому коэффициент усиления по напряжению схемы с ОК всегда меньше единицы:

.

Коэффициент передачи тока базы в схеме с ОК h21К=b+1. При включении с ОК условие (12) не выполняется, поскольку h12К=1 и h21КRН >>h11К=h11Э.

Коэффициенты усиления:

.     

Так как обычно , то коэффициент усиления по напряжению в этой схеме близок к единице, коэффициент усиления по току значительно больше единицы.

Схема с ОК отличается высоким входным и низким выходным сопротивлением.

,      .

Схему с ОК называют эмиттерным повторителем. Эта схема применяется в основном для согласования источника сигнала с большим выходным сопротивлением с нагрузкой, имеющим малое сопротивление, при обеспечении усиления по току.

 

5. ЗАДАНИЕ НА ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКА ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ

Приборы, используемые в работе:

1) прибор Л2-22/1;

2) лабораторный макет.

ВНИМАНИЕ! Под блокировочной крышкой символ  означает, что прикосновение и подключение к выводам колодки “E”,”B”,”C” (или “Э”,”Б”,”К”) допускается только при открытой крышке блокировки.




1. Вставить испытуемый транзистор (МП21, МП25, МП26) в панельку макета, проследив за правильностью подключения его электродов (рис.15).

2. Вставить трехштырьковый разъем макета в колодку прибора Л2-22/1, открыв блокировочную крышку.

Примечание. А) У колодки прибора Л2-22/1 вывод эмиттера задублирован. Это позволяет подключить любые транзисторы, избежав перекручивания выводов.

Б) При измерении транзисторов с 4 выводами корпусной вывод может быть подключен к любому выводу колодки (“E”,”B или C”).

В) Полярность подаваемых напряжений определяется выбором типа транзистора. В данной работе исследуется p-n-p-транзистор, и ключp-n-p, n-p-nнужно установить в положениеp-n-p”;

3. Закрыть крышку блокировки.


 

Задание I. Снятие статических характеристик транзистора. Схемы включения транзисторов приведены на рис.16.

I. Входные характеристики для схемы включения ОЭ:

IБ = f (UБЭ) при UК = const.

.

Рис.16. Схемы включения транзисторов.

 

Для снятия входных характеристик необходимо:

1) установить ключ “ТОКИ, ОБЩ. БАЗА, ОБЩ.ЭМИТТЕР” в положение “ОБЩ.ЭМИТТЕР” на приборе Л2-22/1;

2) установить ключ “ОЭ, ОБ, ОК” на макете в положении “ОЭ”;

3) установить ключ “кОм резистор” на макете в положение “0”;

4) поворачивая ручку “UКЭ, UКБ, UБЭ” на приборе Л2-22/1, выставить напряжение на коллекторе транзистора = -5 В.

5) Задавая значения тока эмиттера поворотом ручки “IЕ“ на приборе Л2-22, измерить величину тока IБ, и напряжения UБЭ приборами на макете.

Результаты измерений занести в табл. 1.



Таблица 1.

,mA

0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 2 3 4 5

,

-5В

,мкА                    
,мВ                    

-20В

, мкА                    
,мВ                    

6) Установить напряжение на коллекторе транзистора = -20 В и повторить пункт 5).

По полученным данным построить семейство входных характеристик транзистора при. IБ = f (UЭБ) при UК = const..

 

2. Выходные характеристики для схемы включения с ОЭ:

IK = f (UK) при IБ = const.

Для снятия выходных характеристик необходимо, не меняя положения переключателей установить ручкой IE на приборе Л2-22/1 ток базы транзистора IБ и, изменяя напряжение на коллекторе транзистора ручкой “UКЭ, UКБ, UБЭ” зафиксировать величину тока IK  по прибору на макете.

Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

, В

0 1 2 5 8 10 15 20

IК, мА

, 40мкА                
, 80мкА                

Примечание. С изменением напряжения UК меняется ток базы IБ. Ток базы поддерживать постоянным, регулируя ток эмиттера “IЭ “.

По полученным данным построить семейство выходных характеристик транзистора при. IK = f (UK) при IБ = const.

3. Входные характеристики для схемы включения с ОБ.

IЭ = f (UЭБ) при UК = const.

Для снятия входных характеристик необходимо:

1) установить ключ “ТОКИ, ОБЩ.БАЗА, ОБЩ.ЭМИТТЕР” в положение “ОБЩ.БАЗА” на приборе Л2-22/1;

2) установить ключ “ОЭ, ОБ, ОК” на макете в положение “ОБ”,

3) поворачивая ручку “UКЭ, UКБ, UБЭ” на приборе Л2-22/1, установить необходимое напряжение на коллекторе транзистора.

Изменяя IЭ ручкой “ IE “ на приборе Л2-22/1, снять значения UЭБ по прибору макета.

4) Результаты измерений занести в табл. 3.

Таблица 3

, мА

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

UЭБ, мВ

= -5В                    
=-20В                    

5) По полученным данным построить семейство входных характеристик

IЭ = f (UЭБ) при UК = const.


4. Выходные характеристики для схемы включения с ОБ

IK = f (UK) при UЭ = const.

Для снятия выходных характеристик необходимо, не меняя положения переключателей, установить ручкой “ IЕ “ на приборе Л2-22/1 ток IЭ и, изменяя напряжение на коллекторе транзистора ручкой “UКЭ, UКБ, UБЭ”, зафиксировать величину коллекторного тока по прибору на макете. В маломощных транзисторах ток коллектора практически не зависит от напряжения UКБ, поэтому нет смысла подробно снимать всю выходную характеристику, достаточно измерить ток коллектора с максимальной точностью в крайних точках при UКБ= 0 и UКБ= -20 В.

Результаты измерений занести в табл. 4.

                                                                                      Таблица 4.

, В

0 -20

IК, мА

=1 мА    
=2 мА    
=4 мА    

По полученным данным построить семейство выходных характеристик IК=f(UК) при IЭ = const, соединив прямой линией две крайние точки каждой характеристики.

 

Задание 2. Измерение h-параметров транзистора.

Крышка блокировки открыта!

1. Для измерения h-параметров в схеме с ОБ необходимо:

1) установить ключ “ОЭ, ОБ, ОК” на макете в положение “ОБ”, а ключ “p-n-p, n-p-n” в положение “p-n-p”;

2) установить испытуемый транзистор (МП21,МП25 или МП26) в колодку прибора Л2-22/1 проследив за правильностью подключения его электродов.

3) установить необходимый режим измерения транзистора при открытой крышке блокировки  по прибору Л2-22/1.

КрышкУ блокировки закрыть!

4) установить один из ключей выбора h-параметров в положение, соответствующее измеряемому h-параметру;

5) установить переключатель “ПРЕДЕЛЫ h” в положение, при котором стрелка отсчетного прибора будет находится в правой половине шкалы, и отсчитать значение измеряемого h-параметра, учитывая множитель, указанный в таблице над переключателем “ПРЕДЕЛЫ h”.

Примечания. 1. При включении пробитого транзистора или при замыкании вывода коллектора на корпус срабатывает защита источника питания и загорается индикация “ПЕРЕГРУЗКА”. Необходимо открыть крышку блокировки, устранить причину перегрузки и нажать одноименную кнопку.

2. При измерении транзистора с 4 выводами вывод корпуса может быть подключен к любому выводу транзистора.

2. Для измерения h-параметров в схеме с ОЭ необходимо:

1) установить ключ “ОЭ, ОБ, ОК” на макете в положение “ОЭ”.

2) далее повторяем алгоритм измерения, описанный в пункте 1, где измеряются h-параметры в схеме с ОБ.

Задание 3.По статическим характеристикам, полученным в ходе работ, найти h-параметры в схемах с ОБ и с ОЭ в рабочей точке UК= -20 В, IЭ=1,5 мА и сравнить с данными, полученными в задании 2.

Задание 4. Расчет эквивалентной Т – образной схемы замещения транзистора.

По значениям h-параметров, полученных при непосредственных измерениях начертить формальную и  Т-образную схемы замещения транзистора. Определить собственные параметры транзистора (сопротивление эмиттера, базы, коллектора соответственно - rЭ, rБ, rК; коэффициент передачи тока эмиттера - a и коэффициент передачи тока базы).

 

Задание 5.На графиках выходных характеристик построить нагрузочную характеристику для нагрузки RК=5 кОм, EК=20 В. Найти коэффициенты усиления KI, KU, KP для схем включения с ОЭ и с ОБ

 

Отчёт должен содержать:

1) графики входных и выходных характеристик и таблицы к ним;

2) нагрузочные характеристики, построенные на статических характеристиках;

3) значения , вычисленные по характеристикам;

4) таблица, содержащая значения h-параметров, измеренных с помощью прибора Л2-22/1, вычисленных по статическим характеристикам, полученным в ходе работ, в рабочей точке ;

5) эквивалентная Т – образная схема замещения транзистора с собственными параметрами (rЭ, rБ, rК; a, b), рассчитанная по значениям h – параметров, полученным при непосредственном измерении;

6) анализ полученных результатов.

Контрольные вопросы.

1. Структура, типы и условные обозначения транзисторов.

2. Какая область транзистора легирована наиболее сильно?

3. Принцип действия биполярного транзистора.

4. Статические характеристики транзистора.

5. Сходство и различия выходных и входных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОБ и ОЭ.

6. Чем вызван наклон выходных характеристик транзистора?

7. Дифференциальные параметры транзисторов.

8. Почему для биполярного транзистора выбрана система h-параметров?

9. Определение h-параметров по статическим характеристикам.

10. Т – образная схема замещения транзистора.

11. Какие из h-параметров транзистора изменяется по величине и как, если в Т–образной схеме замещения увеличивать rБ?

12. Выходная характеристика транзистора в усилительном режиме.

13. Параметры, характеризующие режим работы усиления транзистора, и их связь с дифференциальными параметрами.

14. Усилительные свойства транзистора при различных способах его включения.

 

Список рекомендуемой литературы.

 

1.  Аваев Н.А., Шишкин Г.Г. «Электронные приборы», Из-во МАИ,1996г.

2. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. – М.: Сов. радио, 1980.

3. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2-е изд. 2001, 3-е изд. 2004.

4. Урманчеев Л.М., Нургалиев М.И. Электроника: Учебное пособие по выполнению контрольных работ. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003.

 







Дата добавления: 2018-02-14; просмотров: 287; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете??? 8150 - | 7147 - или читать все...

 

3.85.143.239 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.015 сек.