Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Исследование биполярных и полевых транзисторовСодержание книги
Поиск на нашем сайте
ЦЕЛЬ РАБОТЫ Экспериментальное исследование принципа работы и характеристик биполярных и полевых транзисторов. ЗАДАНИЕ НА ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТЫ Получить и построить входные и выходные вольтамперные характеристики транзисторов. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Биполярные транзисторы
Транзистор – полупроводниковый элемент с тремя электродами, который служит для усиления или переключения сигналов. Различают кремниевые и германиевые транзисторы. Они бывают структуры p-n-p и n-p-n. На рис. 2.1 представлена структура этих транзисторов, соответствующие выводы которых обозначаются как эмиттер – Э, база – Б и коллектор – К. Рис. 2.1
Для каждого типа транзисторов необходимо соблюдать определённое направление токов и соответственно полярность приложенного напряжения. Условное обозначение транзистора структуры p-n-p на схеме дано на рис. 2.2. Направление стрелки в эмиттер-базовом (ЭБ) переходе указывает на тип транзистора и одновременно направление тока управления и силового или усиленного тока. Ток управления протекает по эмиттер-базовому переходу и равен току базы. На рис. 2.3 приведена типовая входная характеристика I Б= f (U ЭБ) транзистора, изготовленного на основе германия. Как правило, входная характеристика снимается при U КЭ=0, т.е. отсутствии влияния выходной цепи на входную, и при U КЭ=5 В. Рис. 2.2 Рис. 2.3
Усиленный ток, превышающий ток базы в b раз (b=10…200), протекающий непосредственно между эмиттером и коллектором под действием приложенного напряжения U КЭ. Зависимость тока коллектора (рис. 2.4) от напряжения U КЭ при некоторых постоянных токах базы называют семейством его выходных характеристик I К= f (U КЭ) (при I Б=const). Анализируя данные зависимости, можно сделать вывод, что ток коллектора, начиная с некоторого UКЭ, практически только зависит от тока базы, т.е. транзистор является усилителем тока. При включении транзистора по схеме рис. 2.2 входной ток равен току базы, а I Э = I Б + I К. Коэффициент усиления b при UКЭ = const.
Рис. 2.4
Коэффициент передачи тока от эмиттера к коллектору при U ЭБ=const ( =0,9…0,99) Зависимость тока коллектора I К от от напряжения называется передаточной характеристикой I К= f (U БЭ) (рис. 2.5).
Рис. 2.5 Аналитически передаточная характеристика описывается формулой Эберса–Молла. , при этом I so= f (T, U кэ), I so – обратный тепловой ток; мВ – температурный потенциал q – заряд электрона = 1,6 ×10-19 Кл; k – постоянная Больцмана = 1,38 ×10-23 Дж/Кл; Т – абсолютная температура = 273 +°С; Отметим: для германиевого p-n перехода I so»100 нA; для кремниевого p-n перехода I so»10 нA. Поскольку I К>> I so, формула Эберса-Молла принимает вид При объяснении работы схемы на биполярных транзисторах нельзя не учитывать такие параметры, как внутренне сопротивление эмиттера r Э и базы r Б, а также межэлектродной ёмкости С ЭК и С ЭБ.
Полевые транзисторы
Полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, через который ток управляется напряжением, приложенным к управляющему электроду, при этом ток управления практически отсутствует. На рис. 2.6 представлена структура полевого транзистора, соответствующие выводы которого обозначаются как сток – С, исток – И и затвор – И. Рис. 2.6
Ток в транзисторе под действием приложенного напряжения протекает между стоком и истоком по каналу. Канал – это область в транзисторе, где осуществляется собственно регулирование тока. Существуют каналы типа n и p. Каждому типу канала соответствует своя определенная полярность напряжения, приложенного к транзистору и соответствующие направления тока. Если к затвору относительно истока приложить запирающее напряжение, сечение канала уменьшится, что приведёт к уменьшению тока через транзистор. Существуют полевые транзисторы с затвором в виде p-n перехода и с изолированным затвором. Условное обозначение полевого транзистора с затвором в виде p-n перехода и каналом типа p дано на рис. 2.7. Полярность питающего напряжения должна быть такой, чтобы p-n переход был закрыт и ток в затворе отсутствовал. Зависимость называется переходной. Типовая переходная характеристика полевых транзисторов с затвором на основе p-n перехода и каналом p типа дана на рис. 2.8. Пунктиром обозначена зона разброса характеристики для одного типа транзисторов. Рис. 2.7 Рис. 2.8
Семейство выходных характеристик полевого транзистора представлении на рис. 2.9 и даёт связь параметров при U ЗИ=const. Основным параметром полевого транзистора является крутизна переходной характеристики. при U СИ=const. Входное сопротивление полевого транзистора R С составляет 1…50 МОм.
Рис. 2.9
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 4.1. Запустить программу MultiSym. Загрузить схему исследования <ЛР№2 1.msm>. Появится схема, имеющая следующий вид: 4.2. Чтобы схема начала функционировать, нажать кнопку в верхнем правом углу окна . 4.3. Изменяя напряжение источника питания V1 от 0 до 0,9 В, снять и построить входную характеристику биполярного транзистора I Б=f(UЭБ) при напряжении коллектора U ЭК =0, 5 В (источник питания V2). Ток I Б контролируется с помощью мультиметра ХММ1. 4.4. Изменяя выходное напряжение U КЭ (источник питания V3) от 0 до 5 В, снимите и постройте положительную ветвь выходной характеристики биполярного транзистора I К= f (U КБ) при установке входного тока (I Б) 0, 10, 20, 40 и 60 мкА. Ток IК контролируется с помощью мультиметра ХММ2. 4.5. По выходным и входным характеристикам вычислить параметры биполярного транзистора: при U КЭ=const; при U КЭ=const. 4.6. Снять и построить переходную характеристику полевого транзистора. Загрузить схему исследования <ЛР№2 2.msm>. Появится схема, имеющая следующий вид: Чтобы схема начала функционировать, необходимо нажать кнопку в верхнем правом углу окна . 4.7. Изменяя напряжение источника питания V1 от 0 до 3 В, снять и построить переходную характеристику полевого транзистора I С= f (U ЗИ) при напряжении U СИ =10 В (источник питания V2). Ток I С контролируется с помощью мультиметра ХММ1. 4.8. Изменяя выходное напряжение U СИ (источник питания V2) от 0 до 5 В, снять и построить выходную характеристику полевого транзистора I С= f (U СИ) при напряжении U ЗИ, равном 0, 1 и 2 В (источник питания V1). Ток I С контролируется с помощью мультиметра ХММ1. 4.9. По характеристикам вычислить параметры полевого транзистора: при U СИ=const при U ЗИ=const. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 1. Объяснить принцип работы биполярного транзистора и полевого транзистора. 2. Изобразите возможные схемы включения биполярного транзистора. 3. Какие основные параметры биполярного транзистора? 4. В чем различие структур n-p-n и p-n-p транзисторов? 5. Как влияет температура на работу транзистора? 6. Чем определяется коэффициент усиления напряжения в транзисторном каскаде с общим эмиттером? 7. Раскройте содержание h -параметров. Как их определить по характеристикам транзистора? 8. В каких состояниях может находиться транзистор? 9. Какие основные параметры полевого транзистора? 10. Какие существуют варианты включения биполярного транзистора? В чем преимущество схемы включения с общим эмиттером? 11. Какие существуют варианты включения полевого транзистора? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 220; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.23.92.50 (0.007 с.) |