3. Содержание отчета

3.1. Титульный лист.

3.2. Цель работы.

3.3. Схемы электрические принципиальные для исследования входной, передаточной и выходной характеристик оптопары.

3.4. Результаты измерений, сведенные в таблицы.

3.5. Результаты измерений в виде графиков зависимостей I_вх= f(U_вх),

I_вых= f(I_вх), I_вых= f(U_вых).

3.6. Основные справочные параметры оптопары АОД101Г.

3.7. Выводы о работе.

4. Контрольные вопросы и задания

4.1. Назовите основные типы оптопар.

4.2. Приведите основные достоинства и недостатки оптопар.

4.3. Назовите основные параметры и характеристики диодных оптопар.

4.4. Укажите области применения оптопар.

4.5. Приведите примеры условных графических и буквенно-цифровых обозначений различных типов оптопар.

Лабораторная работа № 6

Исследование вольт-амперных характеристик транзистора с оэ

Цель работы. Исследовать вольт-амперные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

Оборудование. Лабораторный стенд 87Л-01, сменная панель 6.

Объект исследования. Транзистор МП40А или аналогичный.

1. Общие сведения

Биполярным транзистором, или просто транзистором, называется полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими выпрямляющими p-n-переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Транзисторы используются для усиления мощности электрических сигналов.

На рис. 1 схематически изображена структура биполярного транзистора. Взаимодействие между p-n-переходами осуществляется при малой толщине области между переходами, когда носители заряда, инжектированные через один p-n-переход, смещённый в прямом направлении, могут дойти до другого перехода, смещённого в обратном направлении, и изменить его ток. В этом случае ток одного из переходов может управлять током другого перехода.

Одна из крайних областей транзистора, используемая в режиме инжекции, называется эмиттером (Э). Другая крайняя область, которая осуществляет экстракцию носителей заряда, называется коллектором (К). Средняя область - базой (Б).

Токи трех электродов транзистора связаны соотношением: I_э=I_б+ I_к . Ток базы значительно меньше как тока эмиттера, так и тока коллектора. Поэтому можно считать, что I_к I_э. Отношение I_к/I_э= называется статическим коэффициентом передачи тока эмиттера. Отношение I_к/I_б=  называется статическим коэффициентом передачи тока базы и фактически характеризует усилительные свойства транзистора.

Различают два типа биполярных транзисторов: p-n-p-транзистор и n-p-n-транзистор.

Возможны три схемы включения транзистора - с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и с общим коллектором (ОК).

Схема ОЭ (рис. 2) наиболее широко употребима, так как обеспечивает усиление не только входной мощности, но и входного тока (тока базы).

При любой схеме включения в каждой цепи постоянный ток проходит от плюса источника питания через соответствующие области транзистора к минусу источника питания. Стрелка эмиттера указывает направление проходящего через него тока.

Для каждой схемы включения вводятся свои семейства характеристик, которые позволяют правильно выбрать рабочий режим транзистора и обеспечить наиболее эффективное использование его возможностей.

В любой схеме включения в каждой из двух цепей действует напряже-ние между двумя электродами и протекает ток: во входной цепи - U_вх и I_вх, в выходной - U_вых и I_вых. Эти электрические величины определяют режим работы транзистора и взаимно влияют друг на друга. В схеме ОЭ входной цепью является цепь базы, а выходной - цепь коллектора (см. рис. 2).

Наибольшее значение для применения транзисторов имеют два вида характеристик - входные и выходные.

Входные характеристики транзистора показывают зависимость тока базы от напряжения Б-Э при постоянном напряжении К-Э: I_б=f(U_бэ) при U_кэ=const. При U_кэ=0 характеристика имеет вид прямой ветви вольт-амперной характеристики диода.

Выходные характеристики транзистора I_к = f(U_кэ) при I_б = const показывают зависимость тока коллектора от напряжения К-Э при постоянном токе базы. Выходная характеристика при I_б=0 имеет вид, соответствующий обратной ветви вольт-амперной характеристики диода.

Термины, определения и обозначения параметров биполярных транзисторов приведены в ГОСТ 20003-74. Различают собственные параметры транзистора, h-параметры, предельные эксплуатационные и электрические параметры. Основными параметрами биполярных транзисторов являются:

1) статический коэффициент передачи тока базы в режиме малого сигнала h_21э ();

2) максимально допустимый постоянный ток коллектора I_{к max} ;

3) обратный ток К-Э при разомкнутом выводе базы I_кэо ;

4) максимально допустимое постоянное напряжение К-Э U_{кэ max} ;

5) максимально допустимое постоянное напряжение Э-Б U_{эб max};

6) напряжение насыщения коллектор-эмиттер U_{кэ нас};

7) максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора Р_{к max};

8) граничная частота f _гр - частота при которой статический коэффициент передачи тока базы h_21э уменьшается в 2 раз;

9) ёмкости коллекторного и эмиттерного переходов C _к и C _э.