Исследование характеристик биполярного транзистора.

1. Цель работы

Целью работы является изучение структуры, свойств и характеристик биполярного транзистора.

2. Программа работы

2.1. Ознакомиться с теорией и методами исследования параметров и характеристик биполярных транзисторов.

2.2. Ознакомиться со схемой лабораторной установки, оборудованием и приборами, необходимыми для выполнения работы, записать технические данные (тип, род тока, предел измерения, класс точности, цену деления шкалы) приборов.

2.3.Собрать схему и показать для проверки инженеру.

2.4. Измерить с помощью измерительных приборов необходимые параметры. При проведении опыта снять показания приборов и произвести обработку экспериментальных результатов.

2.5. Составить краткие выводы по работе.

3. Краткие теоретические сведения

Транзистор (рис. 5.1.1) представляет собой полупроводниковый триод, у которого тонкий р-проводящий слой помещен между двумя n-проводящими слоями (n-р-n транзистор) или n-проводящий слой помещен между двумя р-проводящими слоями (р-n-р транзистор).

P-n переходы между средним слоем (база) и двумя крайними слоями (эмиттер и коллектор) обладают выпрямительным свойством, которое можно исследовать как в случае любого выпрями­тельного диода.

В транзисторе р-n-р типа (рис. 5.2.1) ток эмиттера к коллектору через базу обуслов­лен неосновными для базы носителями заряда - дырками. При положительном направлении напряжения U_эб эмиттерный р-n переход открывается, и дырки из эмиттера проникают в область базы. Часть из них уходит к источнику напряжения U_эб, а другая часть достигает коллектора. Возникает так называемый транзитный ток от эмиттера к коллектору. Он рез­ко возрастает с увеличением U_эб и тока базы.

В транзисторе n-p-n типа (рис. 5.2.16) транзитный ток через базу обусловлен также неосновными для нее носителями заряда - электронами. Там они появляются из эмиттера, если к эмиттерному р-п переходу прикладывается напряжение U_бэ, полярность которого показана на рис. 5.2.16.

Обычно ток базы существенно меньше Iк и Iэ, но от него сильно зависит как Iк, так и Iэ. Отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы называется коэффи­циентом усиления по току

Он может иметь значения от нескольких десятков до нескольких сотен. Поэтому с помощью сравнительно малого тока базы можно регулировать относительно большие токи коллектора (и эмиттера).

Свойства транзисторов описываются следующими четырьмя семействами характе­ристик.

Входная характеристика показывает зависимость тока базы 1б от напряжения в це­пи база/эмиттер Uбэ (при Uкэ ⁼ const).

Выходная характеристика показывает зависимость тока коллектора Iк от напря­жения цепи коллектор/эмиттер Uкэ при различных фиксированных значениях тока базы.

Характеристика управления представляет собой зависимость тока коллектора Iк от тока базы Iб (при Uкэ ⁼ const).

Характеристика обратной связи есть зависимость напряжения цепи база/эмиттер Uбэ, соответствующего различным неизменным значениям тока базы, от напряжения цепи коллектор/эмиттер Uкэ при различных фиксированных значениях тока базы.

Транзисторы используются как управляющие элементы в усилительных цепях. По на­званию того электрода транзистора, который используется как общая точка для напряжений входного и выходного сигналов, различают три основные схемы усилителей на биполяр­ных транзисторах:

• с общим эмиттером (ОЭ),

• с общим коллектором (ОК),

• с общей базой (ОБ).

В наиболее распространенных схемах усилителей используются n-р-n транзисторы. Однако р-n-р транзисторы также можно использовать, но тогда нужно изменить поляр­ность рабочего напряжения.