Лабораторна робота №5
Завдання
Тема: Дослідження біполярних транзисторів за допомогою програмного комплексу Multisim.
Мета: вивчення принципу дії та властивостей, дослідження характеристик, ознайомлення з основними параметрами та використанням біполярних транзисторів.
Короткі теоретичні відомості
Біполярний транзистор − напівпровідниковий елемент електронних схем, із трьома електродами, один з яких служить для керування струмом між двома іншими. Термін «біполярний» підкреслює той факт, що принцип роботи приладу полягає у взаємодії з електричним полем частинок, що мають як позитивний, так і негативний електричний заряд.
Виводи біполярного транзистора називаються емітером, базою і колектором. В залежності від типу носіїв заряду, які використовуються в транзисторі, біполярні транзистори поділяються на транзистори NPN та PNP типу.
На рисунку 2.1 схематично показана будова біполярного транзистора NPN типу. Колектором служить напівпровідник n-типу, легований донорами до невисокої концентрації 1013-1015 см-3. Перед створенням бази напівпровідник покривають фоторезистом і за допомогою літографії звільняють вікно для легування акцепторами. Атоми акцептора дифундують в глибину напівпровідника, створюючи область із доволі високою концентрацією — 1017-1018 см-3. На третьому етапі знову створюється вікно для легування донорами й утворюють емітер із ще вищою концентрацією домішок, необхідною для того, щоб спочатку компенсувати акцептори, а потім створити напівпровідник n-типу. Відношення домішок у емітері й у базі повинно бути якомога більшим для забезпечення гарних характеристик транзистора.
Ще кращих характеристик можна досягти, якщо перехід між базою й емітером зробити гетеропереходом, у якому емітер має набагато більшу ширину забороненої зони, хоча це і збільшує собівартість транзистора. В такому випадку на поверхню бази через вікно напилюється інша речовина.
Рисунок 2.1 – Поперечний розріз транзистора
Схема для дослідження вихідних ВАХ транзистора показана на рис.2.2. Сімейство вихідних ВАХ Ie=f (Ueb) знімається при фіксованих значеннях Ukb шляхом зміни струму Ie і вимірювання Ueb. Сімейство вихідних ВАХ Ik= f(Ubk) знімається при фіксованих значеннях Ie шляхом зміни напруги Ubk, і вимірювання Ik.
Рисунок 2.2 − Схема для дослідження вихідних ВАХ біполярного транзистора.
Хід роботи
у комп’ютерному середовищі MultiSim побудовати три моделі схем: зі спільною базою , спільним емітером , спільним колектором. Вони показані на рисунку 3.1. Тип транзистора вибирати згідно варіанту за таблицею 3.1
Таблиця 3.1 – Типи транзисторів відповідно до варіантів
№ варіанту |
0, 1 |
2, 3 |
4, 5 |
6, 7 |
8, 9 |
Тип транзистора |
2N1132A |
2N3250 |
2N5194G |
2N6490G |
BC308AP |
Рисунок 3.1 − Модель схеми включення електричного кола з біполярним
транзистором BD437 ( з СБ,СЕ, СК).
2) виконати вимірювання вихідної сили струму для кожної схеми при заданій Iвх (10…50 мА). Виміряні дані записати до таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 – Результати вимірів біполярного транзистора
СБ |
CЕ |
СК |
|||
Івих, мА |
Івх, мА |
Івих, мА |
Івх, мА |
Івих, мА |
Івх, мА |
|
10 |
|
10 |
|
10 |
|
15 |
|
15 |
|
15 |
|
20 |
|
20 |
|
20 |
|
… |
|
… |
|
… |
|
50 |
|
50 |
|
50 |
3) на підставі табличних даних, побудувати графіки залежності вхідного струму від вихідного біполярних транзисторів.
4) зробити висновки щодо виконаної роботи.