Задание 5.3.1. Снятие входной характеристики БТ при различных температурах
Кафедра « Измерительно-вычислительные комплексы »
Дисциплина «Схемотехника»
Лабораторная работа № 3
Вариант: 13
Исследование биполярных транзисторов
Выполнил:
Студент группы ИСТбд-31
Силантьев А. Р
Проверил:
Ефимов И. П
Ульяновск
2020
Цель: познакомиться с биполярными транзисторами (БТ), их параметрами и характеристиками; изучить методики получения характеристик и параметров транзисторов; провести исследование БТ.
Кратка теоретическая справка:
Биполярный транзистор –это полупроводниковый прибор, содержащий два встречно включенных p-n-перехода и имеющий три электрода: база(Б); коллектор (К); эмиттер (Э), рис.5.1.
Очевидно, что БТ представим диодной моделью, рис.5.2.
Условные графические обозначения БТ показаны на рис.5.3.
Эмиттерная стрелка определяет направление токов БТ рис.5.4.
Самый большой ток БТ –это ток эмиттера: 
= 
+ 
. Причем 
>> 
(транзистор является усилителем тока). Поэтому ≈ . Отношение 𝛽 = / 
называют коэффициентом передачи тока БТ или коэффициентом усиления. В справочниках для обозначения отношения 
/ используется параметр ℎ 
(один из четырех малосигнальных h-параметров). Индекс «э» означает, что эмиттер БТ является общим для входной и выходной цепи (рис.5.4).Коэффициент усиления 𝛽для конкретного транзистора не является величиной постоянной: 𝛽 = 𝜑( ).
|
|
|
Основными характеристиками БТ являются семейства входных и выходных характеристик. Входные характеристики = 𝜑( 
) представляют собой довольно плотный пучок, поэтому обычно на графике изображают только одну или две кривые. Так как эмиттерный переход транзистора является прямо смещённым диодом ( ), характеристика =𝜑( ) аналогична прямой ветви вольтамперной характеристики диода, рис.5.5.
Семейство выходных характеристик БТ представлено на рис.5.6.
Выходные характеристики = 𝜑( 
) представляются для разных токов базы: 
< 
< 
< 
< 
.При больших напряжениях поступает пробой транзистора (характеристики изгибаются вверх, рис.5.6). Любой БТ характеризуется максимальным 
, которое приводится в справочниках. При эксплуатации транзистора должно выполняться условие < , где – допустимое напряжение между коллектором и эмиттером БТ.
Одним из вариантов снятия входной характеристики БТ является изменение прямого напряжения и фиксация значений тока базы 
.
Каждая из выходных характеристик снимается отдельно. Порядок получения выходной характеристики может быть следующим. Задается некоторое значение тока базы. Производится изменение напряжения и фиксация значений коллекторного тока .
|
|
|
Под управлением БТ понимается изменение состояния транзистора (внутреннего сопротивления между электродами коллектор-эмиттер 
), следствием чего является изменения тока коллектора , рис.5.7.
Так как = 𝜑( ), то управление БТ возможно за счет изменения либо тока базы , либо напряжения . В самом деле, любому значению соответствует конкретное значение и наоборот, рис.5.5.
Транзистор часто используется как электронный ключ. При = 0 транзистор закрыт(ключ разомкнут) →0, 
→∞. При подаче тока базы, обеспечивающего полное открытие транзистора (ключ замкнут), 
→ 0, стремится к максимально возможному значению в конкретной схеме.
БТ можно использовать как переменный резистор: = 
( )или = 
( ) Если учесть, что ≪ , то включение БТ в схему делителя напряжения вместо одного из резисторов позволяет получить усилитель электрических сигналов. Кроме этого БТ иногда используют в качестве чувствительных элементов измерителей температуры, так как их характеристики зависят от температуры окружающей среды.
В редких случаях БТ применяется в качестве диодов. Так, например, в одном из отечественных настольных источников света с регулируемой яркостью свечения лампы накаливания вместо диодов на плате схемы регулятора были установлены БТ, у которых были задействованы только два электрода: база и эмиттер.
|
|
|
Общий вывод по работе: при выполнении работы были освоены принципы работы в программе Micro-Cap, а именно: построение основных элементов цепи, вычисления основных элементов цепи, используя средство Dynamic DC для проверки с вычисленными значениями. Также были изучены принципы получения статических характеристик БТ при различных температурах, принципы получения выходных характеристик, определение коэффициента усиления тока БТ, а также ознакомление с чувствительностью с преобразователями.
Задание 5.3.1. Снятие входной характеристики БТ при различных температурах
Схемы включения БТ для снятия входной характеристики:
| Номер варианта | Транзистор | Температура, | |||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||
| Струк- тура | Тип | Струк- тура | Тип | Струк- тура | Тип | ||||
| 13 | p-n-p | 2N5086 | n-p-n | 2N4400 | p-n-p | 2N3719 | -8 | 30 | 50 |
Таблица 5.2 Результаты исследования транзистора 
при температуре 
:
|
|
|
Напряжение 
| Ток базы 
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 65,154 | 1100 | 107,743 |
| 1200 | 152,411 | 1300 | 198,239 |
| 1400 | 244,805 | 1500 | 291,885 |
| 1600 | 339,342 | 1700 | 387,039 |
| 1800 | 435,066 | 1900 | 483,229 |
Таблица 5.3 Результаты исследования транзистора при температуре 
:
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 84,583 | 1100 | 127,521 |
| 1200 | 172,165 | 1300 | 217,586 |
| 1400 | 264,224 | 1500 | 311,102 |
| 1600 | 358,357 | 1700 | 405,907 |
| 1800 | 453,694 | 1900 | 501,677 |
Таблица 5.4 Результаты исследования транзистора при температуре 
:
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 94,973 | 1100 | 138,047 |
| 1200 | 182,682 | 1300 | 228,296 |
| 1400 | 274,586 | 1500 | 321,369 |
| 1600 | 368,527 | 1700 | 415,982 |
| 1800 | 463,677 | 1900 | 511,577 |
Таблица 5.5 Результаты исследования транзистора 
при температуре :
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 324,621 | 1100 | 515,291 |
| 1200 | 715,28 | 1300 | 920,68 |
| 1400 | 1130 | 1500 | 1341 |
| 1600 | 1554 | 1700 | 1768 |
| 1800 | 1984 | 1900 | 2200 |
Таблица 5.6 Результаты исследования транзистора при температуре :
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 402,931 | 1100 | 594,52 |
| 1200 | 794,103 | 1300 | 998,641 |
| 1400 | 1207 | 1500 | 1417 |
| 1600 | 1629 | 1700 | 1842 |
| 1800 | 2057 | 1900 | 2273 |
Таблица 5.7 Результаты исследования транзистора при температуре :
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 444,698 | 1100 | 636,674 |
| 1200 | 836,086 | 1300 | 1004 |
| 1400 | 1248 | 1500 | 1458 |
| 1600 | 1669 | 1700 | 1882 |
| 1800 | 2096 | 1900 | 2312 |
Таблица 5.8 Результаты исследования транзистора 
при температуре :
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 1327 | 1100 | 1972 |
| 1200 | 2639 | 1300 | 3320 |
| 1400 | 4001 | 1500 | 4708 |
| 1600 | 5411 | 1700 | 6118 |
| 1800 | 6828 | 1900 | 7541 |
Таблица 5.9 Результаты исследования транзистора при температуре :
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 1558 | 1100 | 2202 |
| 1200 | 2866 | 1300 | 3543 |
| 1400 | 4230 | 1500 | 4924 |
| 1600 | 5623 | 1700 | 6327 |
| 1800 | 7034 | 1900 | 7744 |
Таблица 5.10 Результаты исследования транзистора при температуре :
| Напряжение
| Ток базы
| Напряжение
| Ток базы
|
| 1000 | 1682 | 1100 | 2325 |
| 1200 | 2987 | 1300 | 3668 |
| 1400 | 4348 | 1500 | 5004 |
| 1600 | 5737 | 1700 | 6440 |
| 1800 | 7145 | 1900 | 7854 |
Графики зависимостей =𝜑( ) при различных температурах для транзистора :
Графики зависимостей =𝜑( ) при различных температурах для транзистора :
Графики зависимостей =𝜑( ) при различных температурах для транзистора :
Вывод: после снятия входной характеристики БТ при различных температурах было выяснено, что при повышении температуры, возрастает ток базы для установленных БТ.
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 204; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!