Экспериментальное исследование характеристик биполярного транзистора

а) собрать схему для снятия характеристики прямой передачи по току биполярного транзистора (рис.3.1). Для этого соединить клеммы «+12 В» - X1, «+12 В» - Х29, Х4 - Х14, Х17 - Х31, Х32 - ХЗЗ, Х38 - Х34, ХЗО - Х37.

В результате для измерения тока базы будет подключен стрелочный миллиамперметр. Коэффициент диапазона SA1 установить в положение «×1», а при достижении стрелкой максимального значения переключить в положение «×10».

При приближении стрелки амперметра к максимальному значению необходимо переключать коэффициент диапазона «×1, ×10, ×100, ×1000», иначе прибор может выйти из строя.

Показания миллиамперметра необходимо снимать с учетом положения коэффициента диапазона «×1, ×10, ×100, ×1000». Например, если стрелка прибора показывает 40 мкА при множителе «×100», то значение тока будет 4000 мкА или 4мА.

Рисунок 3.1 - Схема для снятия характеристики прямой передачи по току биполярного транзистора

 

В качестве резистора в цепи коллектора использовать резисторы R5, R7, R8, R10 (по указанию преподавателя);

б) снять характеристики прямой передачи по току  без  (оно закорочено перемычкой) и при наличии заданного сопротивления нагрузки  (рис.1). С помощью потенциометра RP1 установите ток базы, равный нулю. Измерить напряжение на коллекторе.

Для измерения напряжения на коллекторе использовать мультиметр. Для этого установить движок мультиметра в положение V… диапазон измерения 20 В.. Щупы соединить с соответствующими клеммами «VΩmA» - Х30, СОМ - Х34.

Убрать перемычку между клеммами Х30 - Х37. Ток коллектора измерять мультиметром. Для этого отсоединить щупы от клемм Х30, Х34, установить переключатель мультиметра в положение А … диапазон измерения 20 мА. Щупы соединить с соответствующими клеммами «VΩmA» - Х30, СОМ - Х37.

Результаты измерений заносить в таблицы, по которым построить на одном графике обе характеристики . В области вблизи насыщения (для характеристики при наличии ) точки снимать чаще.

,мкА	,мА

 

в) по построенной в п.26 характеристике определить области активного усиления, отсечки и насыщения. Определить максимальный ток , при котором еще обеспечивается линейное усиление;

г) снять выходные статические ВАХ с помощью осциллографа. Собрать схему в соответствии с рис. 3.2. Для этого соединить клеммы «+12 В» - XI, Х4 - Х14, X I7 - Х31, Х32 -ХЗЗ, «-12 В» - Х28, Х44 - Х37, Х38 - Х19, Х26 - Х27. Вход Y (СН2) осциллографа подключить к шунту RS1 (клемма Х21), а корпус осциллографа () соединить с общим проводом (). Вход X (СН1) осциллографа    подключить к коллектору (клемма Х37),

Рисунок 3.2 – схема для снятия семейства ВАХ транзистора

 

При этом осциллограф должен быть приведен в режим X/Y. Установить потенциометр RP1 в крайнее левое положение, соответствующее минимальному сопротивлению. Включить питание. Изменять ток базы от 0 до максимума (но не более 1 мА), пронаблюдать семейство выходных характеристик; зарисовать на одном рисунке выходные характеристики для трех значений тока базы: = 0; = 0.5 . . Записать масштабы по напряжению и току. Выключить питание.

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать:

 а) наименование и цель работы;

б) схемы соединений для выполненных экспериментов;

в) результаты экспериментальных исследований и проведенных по ним расчетов, помещенные в соответствующие таблицы; определить по экспериментальным характеристикам прямой передачи по току статический коэффициент передачи тока β и коэффициент усиления каскада по току  при заданной нагрузке вблизи рабочей точки покоя для класса А:

 

,

 

г) экспериментально снятые и построенные характеристики;

д) обработанные осциллограммы;

3.6 Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия транзистора?	[1] c. 42-45
2. Какие существуют схемы включения транзисторов?	[1] c. 42-45
3. Какова полярность  постоянных напряжений, прикладываемых к транзистору типа п-р-п при различных схемах включения?	[1] c. 42-45
4. Как выглядят выходные и входные статические характеристики в схеме с общим эмиттером?	[1] c. 42-45
5. Что такое статическая характеристика прямой передачи по току? Как ее построить? Как она видоизменяется при наличии нагрузки? Как ее снять?	[1] c. 42-45
6. Как определить статический коэффициент передачи транзистора по току β?	[1] c. 42-45
7. Как снять статические выходные характеристики?	[2] c. 18-21
8. Как построить линию нагрузки?	[2] c. 18-21
9. Что такое область активного усиления, насыщения, отсечки?	[2] c. 18-21
10. Что такое ключевой режим?	[2] c. 18-21
11. Каковы преимущества ключевого режима	[2] c. 18-21

 

4 Лабораторная работа №4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА (2 часа)

 

4.1 Цель работы: занятия направлены на формирование компетенций

 

ОПК-2 «Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, аналитические методы в профессиональной деятельности» в части знания устройства и принцип работы элементов электронных устройств (З-2.1), умения производить расчет и выбор элементов электронных устройств (У-2.1), владения навыками эксплуатации электронных устройств (В-2.2);

ПК-10. «Способен осуществлять наблюдение за эксплуатацией электрических и электронных систем, а также систем управления» в части знания принципа работы судовых электронных устройств (З-3.1)

Результаты обучения по дисциплине должны обеспечить достижение обучающимися требуемой в соответствии с Таблицей A-III/6 Кодекса ПДНВ компетентности в сфере: Наблюдение за эксплуатацией электрических и электронных систем, а также систем управления (Основы электроники и силовой электроники).

Задачи работы:

Изучение характеристик, параметров и режимов работы полевого транзистора с изолированным затвором и каналом п-типа.

4.2 Задание и методические указания

Методические материалы:

1. Голиков С.П. Судовая электроника и силовая преобразовательная техника: учебное пособие для курсантов специальности 26.05.07 Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики и направления подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / С.П. Голиков, Н.П. Сметюх – Керчь: ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет», 2016. – 302 с.

Предварительное домашнее задание:

а) изучить тему курса «Полевой транзистор» и содержание данной работы, быть готовым ответить на все контрольные вопросы;

б) начертить принципиальные схемы для снятия характеристик полевого транзистора.

 

Учебное оборудование

Для выполнения лабораторной работы используется стенд «Полупроводниковые приборы»