УЭ 6.8-4 Измерение статических параметров транзисторов

Рассмотрим метод измерения статического коэффициента пе­редачи тока базы транзистора β_ст. Для этого транзистор включают по схеме с общим эмиттером и задают требуемое напряжение на коллектор. Далее увеличивают ток базы до тех пор, пока ток кол­лектора не достигнет заданного значения. Затем измеряют ток базы и вычисляют β_ст по формуле

β_ст = ,

где I_К — ток коллектора; — начальное значение тока коллекто­ра; — ток базы.

Использование постоянного тока при таких измерениях, связан­ных с выделением значительной мощности, приводит к определен­ным трудностям. Их можно предотвратить, если измерить статичес­кие параметры транзистора при работе его в импульсном режиме.

Схема для измерения статического коэффициента β_ст мощных транзисторов в импульсном режиме показана на рисунке7.3. Напря­жение на коллекторе U₁ задается от источника постоянного напря­жения. На рисунке 7.3, а генератор коротких импульсов (ГИ) имеет регулируемую амплитуду. В паузе между импульсами транзистор за­перт, измерение производится за время длительности импульса. Ам­плитуда импульсов базового тока I_б увеличивается до тех пор, пока импульсный ток коллектора I_k не достигнет заданного значения. Ток коллектора контролируется импульсным вольтметром (ИВ), изме­ряющим напряжение на токосъемном резисторе R_K. Отсчетный при­бор непосредственно проградуирован в значениях тока. На рисунке 7.3, а параметр U₂ показывает напряжение базы в импульсе.

Рисунок 4.48 Схемы для измерения статического коэффициента β_ст в им­пульсном режиме: а — с токосъемным резистором; б — без токосъемного резистора

Для определения β_ст используется второй импульсный вольт­метр, который при помощи переключателя П в положении I вначале подключается к токосъемному резистору R_K для проведения калибровки. Затем переключатель П ставится в положение 2 (из­мерение). При этом отсчетный прибор измеряет напряжение, ко­торое будет пропорционально току базы,

где к — постоянный коэффициент.

Это выражение показывает, что выходной прибор может быть проградуйрован непосредственно в значениях β_ст.

Длительность импульса t_и должна в несколько раз превышать длительность переходного процесса включения транзистора. Это условие можно записать в виде следующего неравенства:

tи ≥(3,5…5).

Однако длительность импульса генератора коротких импульсов должна быть много меньше тепловой постоянной времени транзи­стора, чтобы разогрев транзистора выделяющейся мощностью не искажал результатов измерений. Обычно длительность импульса при измерениях мощных транзисторов должна удовлетворять условию:

1 мс < t_и < 15 с.

Схема для измерения статического коэффициента маломощ­ных транзисторов показана на рисунке 7.3, б. На схеме ток эмиттера задается от генератора тока.

Преимуществом схемы рис. 16.3, б является постоянство режи­ма при смене транзистора. Кроме того, в коллекторной цепи от­сутствует токосъемный резистор, что облегчает поддержание по­стоянного напряжения на коллекторе. Импульсный вольтметр при перемещении переключателя П в положение 2 (измерение) изме­ряет напряжение на токосъемном резисторе в базовой цепи Rб. Таким образом, отклонение стрелки вольтметра будет пропорци­онально току базы в импульсе.

Для непосредственного измерения коэффициента передачи тока транзистора переключатель П перед измерением ставят в положе­ние I (калибровка) и регулировкой коэффициента усиления им­пульсного вольтметра стрелку отсчетного прибора устанавливают на полное отклонение. В результате реализуется зависимость

где к — постоянный коэффициент; R₂ — сопротивление.

На рисунке 7.3, б Е_К показывает напряжение в коллекторе; С — конденсатор.

Отсюда следует, что измерительный прибор можно градуировать в значениях (β_ст+ 1).

С помощью такой схемы достигается высокая точность измере­ния параметров транзистора (суммарная погрешность не превы­шает 5 %).

Измерение параметров транзисторов в режиме насыщения (на­пряжение коллектор — эмиттер U_{K нас} и напряжение база — эмит­тер U_б.нас) можно провести с помощью схемы, показанной на рисунке 7.4. Здесь сопротивления R₁ и R₂ выбирают достаточно боль­шими, чтобы при смене транзисторов режим измерения токов I_б и I_к оставался неизменным.

Величины указанных сопротивлений выбираются из следующих условий:

R₁ ≥100; R₂ = 100,

Рисунок 6.49 Схема для измерения напряжений насыщения U_к.нас и U_б.нас

где U_{б.нас max} - максимальное напряжение база — эмиттер; I_6min — минимальное значение тока базы; U_{к.нас max} — максимальное на­пряжение коллектор — эмиттер; I_к.min — минимальное значение тока коллектора.

Дата добавления: 2014-01-20