Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 14.






     

    1. Тема учебной программы: Полупроводниковые приборы

    2. Тема работы: Снятие входных и выходных характеристик биполярного транзистора.

    3. Цель работы: изучить работу биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, научиться строить его входные и выходные статические характеристики.

     

    4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, стенд 27Л-06, электроизмерительные приборы и соединительные провода.

     

    5. Теоретическая часть: Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя электронно-дырочными (p-n) переходами и тремя электродами, предназначенный для усиления мощности электрических сигналов.

    Один из основных элементов полупроводниковой электроники был создан в 1948году Дж. Бардином (J. Bardeen), У. Браттейном (W. Brattain) и У. Шокли (W. Shockley). (Нобелевская премия по физике, 1956г.) Первые транзисторы были изготовлены на основе германия. В настоящее время их изготавливают в основном из кремния и арсенида галлия.

    Биполярный транзистор представляет собой трёхслойную полупроводниковую структуру с чередующимися слоями дырочной (р -тип) и электронной (n -тип) проводимости.

    Три слоя, из которых состоит биполярный транзистор, называются эмиттер E, база B и коллектор C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают: n-p-n (эмиттер − n -полупроводник, база − p -полупроводник, коллектор − n -полупроводник) и p-n-p транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие контакты. Внутренняя область база, расположена между эмиттером и коллектором, и изготовлена из тонкой пластинки слаболегированного полупроводника германия, обладающего большим сопротивлением. Внешняя область, предназначенная для инжектирования носителей заряда в базу, называется эмиттером. Коллектор «вытягивает» носителей зарядов из базы.

    Общая площадь контакта база-эмиттер значительно меньше площади контакта коллектор-база, поэтому биполярный транзистор общего вида является несимметричным устройством (невозможно путем изменения полярности подключения поменять местами эмиттер и коллектор и получить в результате абсолютно аналогичный исходному биполярный транзистор).

    В электрическую цепь транзистор включается так, чтобы один электрод был входным, другой – выходным, а третий – общим для входа и выхода.

    Различают три схемы включения транзистора: 1) с общей базой (ОБ); 2) с общим эмиттером (ОЭ); 3) с общим коллектором (ОК).

    Наиболее часто применяется схема с общим эмиттером (ОЭ) для усиления сигналов по току и мощности. При таком включении входным электродом является база, эмиттер заземляется (общий электрод), а выходным электродом является коллектор.

    Для анализа работы транзисторов, сравнения их режимов работы используют графики зависимости между токами и напряжениями.

     

    .

     

     

    Входная характеристика – это зависимость силы тока базы (Iб)от напряжения перехода база-эмиттер (Uбэ), при неизменном напряжении на переходе коллектор-эмиттер(Uкэ).

    Выходная характеристика – это зависимость силы тока коллектора(Iк) от напряжения перехода коллектор-эмиттер (Uкэ), при неизменной силе тока базы (Iб).

    К параметрам транзистора относят h -параметры, которые устанавливают связь между приращением токов и напряжений в транзисторе. Основные уравнения:

    ∆ U1= h11 ∆ I1 + h12 ∆ U2,

    ∆ I2= h21 ∆ I1 + h22 ∆ U2.

    ∆ U1, ∆ I1 – приращения входного и напряжения и силы тока.

    ∆ U2, ∆ I2 – приращения выходного напряжения и силы тока.

    h11 = DUэб/DIб - входное сопротивление.

    h12 = DUэб /DUк коэффициент обратной связи по напряжению, имеет величину порядка 10 -5.

    h21 = D Iк/D Iб - коэффициент усиления по току.

    h22 = D Iк/DUк, - выходная проводимость транзистора имеет величину порядка - 10- 4 -10 -5 См.

    h -Параметры характеризуют усилительные и частотные свойства транзистора.

     

    6. Практическая часть:

    6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен. ЛАТР установлен в положение «0 – переменный». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания.

     

    6.2. Описание выполнения задания:

    Ознакомиться с оборудованием, уяснить назначение всех тумблеров, переключателей, ручек управления осциллографа, записать технические характеристики приборов в таблицу.

    1. Собрать электрическую схему и предъявить её для проверки преподавателю.

     

     

    2. Подключить к Кл.16 и Кл. 17 вольтметр с пределом измерения 0-250В. Подключить к Кл.16 и Кл. 17 стенд 27Л-06.

    3. Включить питание лабораторного стола кнопкой «пуск». Установить с помощью ЛАТР напряжение 220В. На стенде 27Л-06 установить переключатель в положение «включено».

    4. Снять семейство входных характеристик:

    а) установить потенциометры в положение, соответствующее нулевым показаниям приборов;

    б) установить на коллекторе напряжение Uкэ=-5В; последовательно повышая напряжение на базе с интервалом 0, 1В и, поддерживая напряжение коллектора неизменным, определить показания всех измерительных приборов и записать их в таблицу1;

    в) установить на коллекторе напряжение Uкэ=-10В; последовательно повышая напряжение на базе с интервалом 0, 1В и, поддерживая напряжение коллектора неизменным, определить показания всех измерительных приборов и записать их в таблицу1;

    г) произвести аналогичные измерения при Uкэ=-15В.

    Таблица1.

    Uкэ=-5В Uбэ (В) 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8
    Iб (мкА)                
    Uкэ=-10В Uбэ (В)                
    Iб (мкА)                
    Uкэ=-15В Uбэ (В)                
    Iб (мкА)                

     

    5 Снять семейство выходных характеристик:

    а) установить ток базы Iб1=100мкА. Поддерживая ток базы Iб1=100мкА, увеличивать напряжение коллектора от 2В с интервалом в 2В. Определить показания всех измерительных приборов и записать их в таблицу 2;

    б) установить ток базы Iб2=200мкА, поддерживая ток базы Iб2=200мкА, увеличивать напряжение коллектора от 2В с интервалом в 2В. Определить показания всех измерительных приборов и записать их в таблицу 2;

    в) аналогично провести измерения при силе тока Iб3=300мкА….

    Таблица 2.

    Iб1=100мкА Uк (В)              
    Iк (мА)              
    Iб2=200мкА Uк (В)              
    Iк (мА)              
    Iб3=300мкА Uк (В)              
    Iк (мА)              

     

    6 По результатам измерений построить графики входных и выходных характеристик транзистора.

    Дополнительное задание: Для определения h-параметров воспользуемся семействами входных и выходных характеристик для схемы с ОЭ. Выберите точку А на линейном участке семейства входных характеристик. Постройте треугольник, проведя прямые параллельно оси абсцисс и ординат до пересечения со следующей характеристикой. По приращениям токов и напряжений определите параметры h11 э и h12 э

    ,

    Параметры h21э, h22э определяются по выходным характеристикам. Обратите внимание на различие в обозначении статического коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ h21Э и дифференциального параметра h21э. Через точку А', режим которой соответствует точке А, проводим вертикальную прямую до пересечения с соседней характеристикой. Задавая приращения напряжения Uкэ, находим:

    ,

    6.3. Требования к оформлению отчета:

    Лабораторная работа выполняется в тетради для лабораторных работ или на листах формата А4. Схемы электрических цепей вычерчиваются в соответствии с ГОСТами.

    1). Перечертить в отчет схемы электрической цепи и таблицы.

    2) По результатам измерений на масштабно-координатной бумаге построить графики входных и выходных характеристик транзистора

    3) Рассчитайте h22 -параметр транзистора (выходную проводимость транзистора).

    4). Ответить на контрольные вопросы.

    5) Проанализировать результаты измерений и сделать выводы.

     

    6.4. Контрольные вопросы:

    1. Дайте определение биполярного транзистора.

    2. Объясните устройство биполярного транзистора и назначение его основных элементов.

    3. Приведите условное обозначение биполярных транзисторов разной структуры.

    4.Объясните, каким образом биполярный транзистор включается в электрическую цепь. Перечислите разновидности схем включения.

    5. Перечислите параметры транзистора и приведите их формулы.

    6.5. Используемая литература:

    1) «Общая электротехника с основами электроники». И.А. Данилов, П.М. Иванов М. «Высшая школа», 2000г.







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.