Лаб_№3-4_бланк

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ХАИ»
кафедра №504
Лабораторная работа №3-4
Исследование биполярных транзисторов
группа ___________________
бригада студентов ___________________
___________________
___________________
Дата выполнения работы___________
Харьков, 2013
Цель работы
Ознакомиться с типами и маркировкой биполярных транзисторов (БТ),
овладеть методикой снятия статических вольтамперных (ВАХ) и динамических
характеристик, проверить активные свойства транзистора в схеме с общим
эмиттером (СОЭ), а также определить его малосигнальные низкочастотные
(НЧ) параметры.
Схема лабораторной работы
ГСС
VT
7
RН
мкА
4
В4
мА
2
В
В5
R2
R1
М
Рис. 1
Элементы схемы:
 В4, В5 – источники постоянного напряжения U=0…15 В;
 R1, R2 – переменные резисторы;
 RН - резистор нагрузки RН=2 кОм;
 VТ – биполярный транзистор.
Измерительные приборы:
 мА – щитовой миллиамперметр;
 В – щитовой вольтметр;
 М – мультиметр;
 мкА – щитовой микроамперметр;
 ГCC – генератор стандартных сигналов; расположен на лабораторной
панели.
Замечание: Перед началом лабораторной работы необходимо
определить тип БТ и отметить на схеме полярность источников смещения.
2
Основные параметры БТ, исследуемого в лабораторной работе
(необходимо воспользоваться справочником)
Номер лабораторного модуля - ______.
Значение
параметра
Маркировка БТ
Тип БТ (pnp или npn)
Материал БТ (Si или Ge)
Максимальное значение коллекторного тока, IK MAX
Максимальное значение падения напряжения на коллекторном переходе, UK MAX
Практическая часть
Задание 1
Исследование БТ в динамическом режиме
(шаг 1)
Параметры схемы:
- нагрузочный резистр RН подключен;
- напряжение источника смещения UЭК = 10 В.
Измерение динамической передаточной характеристики по току:
IК = f(IБ)
где IК – ток коллектора (выходной ток);
IБ – ток базы (входной ток);
Таблица 1.1
IБ, μA
IК, mA
Определение параметров характеристики:
а). Координаты начала режима насыщения, определяемые относительно
тока коллектора:
IК НАСЫЩ = __________,
IБ НАСЫЩ = ___________.
3
б). Координаты рабочей точки:
IК РТ = IК НАСЫЩ/2 = __________,
UБЭ РТ= __________,
IБ РТ= ___________.
UКЭ РТ= ___________.
Задание 2
Исследование БТ в статическом режиме
Параметры схемы:
- нагрузочный резистор RН отключен либо закорочен.
1. Измерение входной статической ВАХ:
IБ = f(UБЭ),
UКЭ = const
где UБЭ – напряжение смещения между базой и эмиттером;
UКЭ - напряжение смещения между коллектором и эмиттером.
Замечание: снимать характеристику необходимо в обратном направлении, т.е. сначала по микроамперметру устанавливаем величину тока IБ, а затем
по вольтметру определяем величину UБЭ.
Максимальное значение тока IБ не должно превышать величину
IБ НАСЫЩ на 30%.
Таблица 2.1, UКЭ = 0 В
IБ, μA
UБЭ, В
Таблица 2.2, UКЭ = 5 В
IБ, μA
UБЭ, В
4
2. Измерение выходной статической ВАХ:
IК = f(UКЭ),
IБ = const
Замечание: для правильного снятия характеристики необходимо:
- вначале установить значения напряжений UКЭ = 0 В и UБЭ = 0 В;
- затем установить одно из значений UКЭ, приведенных в таблице 2.3;
- затем по микроамперметру установить выбранное значение тока IБ;
- измерить при помощи миллиамперметра значение тока IК.
Максимальное значение тока IБ не должно превышать величину
IБ НАСЫЩ на 30%.
UКЭ, В
0,5
Таблица 2.3
5
10
IБ= _____ μA
IБ= _____ μA
IБ= _____ μA
IК, mA
IБ= _____ μA
IБ= _____ μA
Задание 3
Исследование БТ в динамическом режиме
(шаг 2)
Исследование усилительных свойств БТ
Параметры схемы:
- нагрузочный резистр RН подключен;
- напряжение источника смещения UЭК = 10 В.
1. Установка рабочего режима БТ и измерение напряжений во входной и
выходной частях схемы (в РТ):
IК РТ = __________ - ток в цепи коллектора в РТ;
UКЭ РТ = __________ - UКЭ в РТ;
UБЭ РТ = __________ - UБЭ в РТ;
5
2. Измерение амплитуды гармонического сигнала на входе и выходе схемы.
Замечание:
-во входную цепь необходимо подключить ГСС согласно схемы на рис. 1;
-в выходную цепь параллельно резистору нагрузки необходимо подключить осциллограф;
- максимальную амплитуду входного гармонического сигнала необходимо определить при помощи передаточной динамической и статических характеристик (см. рис. 2-4):
UВХ = UБЭ АМПЛ = UБЭ НАСЫЩ - UБЭ РТ = ____________
- далее при помощи осциллографа необходимо померить амплитуду усиленного сигнала в выходной цепи БТ:
UВЫХ = UКЭ АМПЛ = ___________
6
Теоретическая часть
Задание 1
Графическое представление полученных данных
1. Динамическая передаточная характеристика БТ по току (согласно данным в Таблице 1.1).
IК, mА
IБ, μА
Рис. 2
2. Входная статическая ВАХ БТ (согласно данным в Таблицах 2.1-2.2).
3. Выходная статическая ВАХ БТ (согласно данным в Таблице 2.3).
IК, mА
IБ, μА
UБЭ, В
Рис. 3
UКЭ, В
Рис. 4
7
4. Построение нагрузочной прямой на Рис. 4.
Начальные условия: EC = 10 В, RН = 2 кОм.
a) Вычисление тока короткого замыкания (КЗ) в цепи коллектора:
IК КЗ = EC / RН = ______________
b) Вычисление напряжения холостого хода (ХХ) в выходной цепи:
UКЭ ХХ = EC = _____________
c) Получение координат рабочей точки (РТ):
IБ РТ = _________; UБЭ РТ = _________; IК РТ = _________; UКЭ РТ = _________.
Задание 2
Вычисление низкочастотных параметров БТ
для малосигнального режима
1. Параметр h11э __________________________________ (см. рис. _____)
(название параметра)
h11э 
U БЭ
 ____________
IБ
2. Параметр h12э __________________________________ (см. рис. _____)
(название параметра)
h12э 
U БЭ
 ____________
U КЭ
3. Параметр h21э __________________________________ (см. рис. _____)
(название параметра)
h 21э 
IК

IБ ____________
4. Параметр h22э __________________________________ (см. рис. _____)
(название параметра)
h 22э 
IК

U КЭ ____________
8
Задание 3
Вычисление параметров БТ
1. Крутизна характеристики:
y21э  S 
IК
h
 21 
U БЭ h11 ______________
2. Расчет теоретического значения коэффициента усиления:
K ТЕОР 
h э 
h 21э R Н

h11э  h э  R Н ____________
h11э
h 21э
h12э

h 22э _____________
3. Расчет экспериментального значения коэффициента усиления:
K ПР 
U КЭ АМПЛ
U БЭ АМПЛ

U ВЫХ

____________
U ВХ
ВЫВОДЫ
9