Исследование биполярного транзистора

Код: 0646.04.03/ПТ.0646.13

Продолжительность:

160 мин.

Дисциплина:

“Электротехника и электроника”, Юнита №.4

Предназначено:

Для студентов по направлению информатика и ВТ в соответствии с учебным планом.

Цель:

Овладение практическими навыками исследования статических характеристик транзистора с использованием средств САПР Electronics Workbench.

Результат обучения:

После успешного завершения занятия пользователь должен:

• Уметь создавать и редактировать простейшие схемы исследования входных и выходных характеристик транзистора с использованием средств САПР Electronics Workbench;

• Уметь получать вольтамперные характеристики (ВАХ) для транзистора.

Используемые программы:

Electronics Workbench в. 5.0

План занятия:

1. Работа под руководством преподавателя. 120 минут

Исследование биполярного транзистора

2. Самостоятельная работа. 40 минут

Запуск программы:

Предполагается, что требуемые программы уже инсталлированы на диске.

(См. «Инструкцию по установке программы на ПК»)

I. Исследование биполярного транзистора

Рекомендуемое время

120 Минут

1.1. Общие теоретические сведения.

Биполярный транзистор – полупроводниковый пробор с двумя взаимодействующими электрическими переходами и тремя выводами. Биполярный транзистор обладает усилительными свойствами, обусловленными явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Схема включения транзистора – схема включения, обусловленная выбором одного из выводов транзистора общим для входной и выходной цепей. Различают три схемы включения биполярных транзисторов: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором.

1.2. Исследование входных и выходных характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

Входные и выходные характеристики транзисторов используются для расчета цепей смещения и стабилизации, расчета режимов отсечки и насыщения. Семейство входных ВАХ представляет собой зависимость тока базы I_Б от напряжения база-эмиттер U_БЭ при различных значениях напряжения на коллекторе U_КЭ: I_Б=f(U_БЭ). Семейство выходных ВАХ представляет собой зависимость тока коллектора I_К от напряжения U_КЭ при различных значениях тока базы I_Б: I_К=f(I_Б, U_КЭ). Статический коэффициент передачи тока определяется как отношение тока коллектора к току базы

= I_К/ I_Б (1)

1.2.1. Исследование входной характеристики транзистора в схеме с общим эммитором

Исходные данные:

• Биполярный транзистор 2N3904.

Задача исследования:

• Снять зависимость I_Б=f(U_БЭ).

Схема для исследования входной ВАХ транзистора, представлена на рис. 1.

Рис. 1.

Схема на рис. 1 состоит из источника тока, батареи, исследуемого транзистора и подключенных измерительных приборов, предназначенных для измерения I_Б и напряжений U_БЭ и U_КЭ.

Построение схемы исследования входной вах транзистора

Запустите при помощи ярлыка на рабочем столе Windows программу Electronics Workbench.

Построение схемы рис. 1 произведем в два этапа: сначала разместим как показано на рис. 1 пиктограммы элементов, а затем последовательно соединим их.

1. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна активных элементов вытащите пиктограммы источника постоянного тока, батареи и заземления. Закройте окно.

2. Установите курсор на пиктограмме источника постоянного тока, двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания параметров. На вкладке Value с помощью кнопок счетчика установите единицу измерения тока mA и нажмите на кнопку ОК.

3. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна вытащите транзистор.

4. Установите курсор на транзистор, двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания параметров. На вкладке Models в поле Library выделите библиотеку транзисторов nationl2, а в поле Model (управляя ползунком прокрутки) 2N3904. Щелкните по кнопке ОК.

5. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна индикаторов вытащите два вольтметра и амперметр.

6. Развернем амперметр отрицательной клеммой (выделена широкой черной полосой) в сторону коллектора транзистора, так как показано на рис. 1. Для этого на панели функций щелкните дважды по кнопке поворота

.

7. Расположите методом буксировки пиктограммы элементов так, как показано на рис. 1.

8. Соедините элементы согласно рис. 1. Заземление подключайте в последнюю очередь, подводя курсор от заземления до проводника схемы.

Примечание: Для соединения элементов друг с другом нужно аккуратно подвести курсор к одному из выводов элемента, пока не появится черная точка, и нажать кнопку мыши. Затем, удерживая нажатой кнопку перемещать мышь, подводя курсор к выводу другого элемента до тех пор, пока на его выводе не появится черная точка, после чего отпустить кнопку мыши.