4.4 Основные параметры

Для анализа и расчета цепей с биполярными транзисторами используют так называемые h – параметры транзистора, включенного по схеме ОЭ.

Электрическое состояние транзистора, включенного по схеме ОЭ, характеризуется величинами Iб, Uбэ, Iк, Uкэ.

В систему h − параметров входят следующие величины:

1. Входное сопротивление

h₁₁ = U₁/I₁ при U₂ = const. (4.4)

представляет собой сопротивление транзистора переменному входному току при котором замыкание на выходе, т.е. при отсутствии выходного переменного напряжения.

2. Коэффициент обратной связи по напряжению:

h₁₂ = U₁/U₂ при I₁ = const. (4.5)

показывает, какая доля входного переменного напряжения передается на вход транзистора вследствие обратной связи в нем.

3. Коэффициент усиления по току (коэффициент передачи тока):

h₂₁ = I₂/I₁ при U₂ = const. (4.6)

показывает усиление переменного тока транзистором в режиме работы без нагрузки.

4. Выходная проводимость:

h₂₂ = I₂/U₂ при I₁ = const. (4.7)

представляет собой проводимость для переменного тока между выходными зажимами транзистора.

Выходное сопротивление Rвых = 1/h₂₂.

Для схемы с общим эмиттером справедливы следующие уравнения:

(4.8)

где

Для предотвращения перегрева коллекторного перехода необходимо, чтобы мощность, выделяемая в нем при прохождении коллекторного тока, не превышала некоторой максимальной величины:

(4.9)

Кроме того, существуют ограничения по коллекторному напряжению:

и коллекторному току:

4.5 Режимы работы биполярных транзисторов

Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от напряжения на его переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное.

Режим отсечки, или запирания, достигается подачей обратного напряжения на оба перехода (оба р-n- перехода закрыты).

Если же на обоих переходах напряжение прямое (оба р-n- перехода открыты), то транзистор работает в режиме насыщения.

В режиме отсечки и режиме насыщения управление транзистором почти отсутствует. В активном режиме такое управление осуществляется наиболее эффективно, причем транзистор может выполнять функции активного элемента электрической схемы (усиление, генерирование и т.п.).

4.6 Область применения

Биполярные транзисторы являются полупроводниковыми приборами универсального назначения и широко применяются в различных усилителях, генераторах, в импульсных и ключевых устройствах.

Описание универсального лабораторного макета для исследования характеристик транзисторов.

Универсальный лабораторный макет предназначен для снятия статических характеристик маломощных биполярных транзисторных “p-n-p” и “n-p-n” структур.

Лабораторный макет выполнен в едином корпусе и питается от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Все органы управления и измерительные приборы размещены на передней панели, внешний вид которой приведен на рис. 1. В верхней части макета расположены гнёзда для подключения исследуемого транзистора.

На передней панели лабораторной установки размещены:

• выключатель сети «Сеть» - «Вкл.», индикаторная лампочка включения напряжения питания и предохранитель «ПР»;

• вольтметр « » с переключением пределов измерения напряжения эмиттер-база;

• миллиамперметр « » с переключателем пределов измерения «0.5-5-10-25-50 мА» для измерения тока эмиттера или тока базы биполярного транзистора, в зависимости от схемы включения;

• вольтметр « » с переключателем пределов измерения «0.5-1-5-25-50 В» для измерения напряжения база-коллектор или эмиттер-коллектор на биполярном транзисторе, в зависимости от схемы его включения;

• миллиамперметр « » с переключателем пределов измерения «0.5-5-10-25-50 мА» для измерения тока коллектора;

• ручка потенциометра « » для регулировки напряжения эмиттер-база;

• ручка потенциометра « » для регулировки напряжения на коллекторе;

• переключатель «ОБ» - «ОЭ» для включения исследуемого транзистора по схеме с общей базой (ОБ) или общим эмиттером (ОЭ);

• переключатель “p-n-p” – “n-p-n” для коммутации цепей измерительной схемы в соответствии со структурой исследуемого биполярного транзистора;

• тумблер « » - « » для изменения полярности подключения вольтметра .

ВНИМАНИЕ! Перед включением макета и проведением измерений положения всех переключателей обязательно должны соответствовать типу исследуемого полупроводникового прибора и ручки регулировки напряжений ( ) выведены в крайнее левое положение. Невыполнение этих требований влечёт за собой выход из строя исследуемого транзистора и измерительных приборов!

После включения макет должен прогреться в течение 3-5 минут. За это время устанавливается тепловой режим работы транзисторов в вольтметре , что необходимо для уменьшения дрейфа нуля

Рис. 1. Внешний вид лабораторной установки