Лабораторная работа № 7

Эксперимент 3.

Эксперимент 2.

Эксперимент 1.

Данные для построения ВАХ стабилитрона:

E,B	Uпр, mB	Iпр, mA
		13,33
	5,02
	5,07	33,33
	5,08
	5,1	66,67
	5,11	83,33
	5,12
	5,13	116,71

Построение ВАХ стабилитрона:

Напряжение стабилитрона С/ст и значения I1, IL, ICT при Е=20 В:

RL, OM	Uct, B	I1, mA	IL, mA	Ict, mA
		66,67	53,33	1,06
	4,9	66,68	49,73	0,98
	5,08	66,68	25,41	0,51
	5,09	66,68	16,96	0,33
	5,1	66,67	8,49	0,17
1K	5,1	66,68	5,09	0,10
К.З.	5,2	66,68	1,12	-----

Вывод: ВАХ стабилитрона в начале имеет большой скачок напряжения, которое дальше выравнивается, то есть при малом изменении напряжения ток диода изменяется.

По дисциплине: Физические основы микроэлектроники

На тему: «Исследование биполярного транзистора с общим эмиттером в статическом режиме»

Выполнил: Бережной Сергей Александрович

Группа: МТР-21

Проверил: Сукиязов Александр Гургенович

2013 г.

Цель работы:

Исследовать основные статические характеристики и параметры биполярных транзисторов, познакомиться с методикой измерения характеристик и обработкой экспериментальных данных.

Выполнение работы осуществляется в режиме имитационного эксперимента с помощью программы WORKBENTCH.

Приборы и принадлежности:

- Вольтметры

- Амперметры

- Источник постоянного напряжения

- Биполярный транзистор 2N3394

- Резистор

Краткая теория:

Биполярный транзистор – это электропреобразовательный полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления мощности электрических сигналов.

Биполярный транзистор состоит из двух p-n переходов и трех областей, чередующихся по типу проводимости. В зависимости от того, какая область является средней, различают биполярные транзисторы двух структур: n-p-n и p-n-p. Устройство и условные обозначения биполярных транзисторов на принципиальных электрических схемах.

Среднюю область транзистора называют базой, крайние – эмиттером и коллектором. Области эмиттера, коллектора и базы имеют выводы, с помощью которых транзистор включается в электрическую цепь. Контакт, образованный примесными областями эмиттера и базы, называют эмиттерным переходом (ЭП), а контакт, образованный примесными областями коллектора и базы – коллекторным переходом (КП).

Области транзистора имеют разную концентрацию примеси. Максимальная концентрация примеси делается в эмиттере, а концентрация примеси в базе очень мала (на несколько порядков меньше, чем в эмиттере). Концентрация примеси в коллекторе может быть различной, но обычно область коллектора легирована примесью слабее эмиттера.

Принцип работы транзистора, например, структуры n-p-n, рассмотрим на примере активного (усилительного) режима работы, когда на эмиттерный переход подано прямое напряжение, а на коллекторный – обратное. Под действием прямого напряжения Uэб потенциальный барьер в эмиттерном переходе понижается, в то время как под действием обратного напряжения Uкб потенциальный барьер в коллекторном переходе увеличивается. Увеличивается также запирающий слой коллекторного перехода. Поскольку концентрация примесей в базе очень мала, то запирающий слой коллекторного перехода расположен, в основном, в области базы. С понижением потенциального барьера в эмиттерном переходе начинается диффузионное движение основных носителей (электронов в n-p-n транзисторе) из эмиттера в базу. Поскольку ширина базовой области выполняется очень малой (Wб ≈ 1мкм), меньше длины свободного пробега электронов (5 – 10 мкм), то лишь незначительная часть электронов, поступающих из эмиттера в базу, рекомбинирует с дырками базы (всего 1% – 5%). Подавляющее большинство электронов, поставленных эмиттером в базу, доходят до коллекторного перехода. Электроны в базе (p-области) являются неосновными носителями. Известно, что поле обратно смещенного перехода для неосновных носителей является ускоряющим, поэтому электроны, дошедшие до коллекторного перехода, ˝втягиваются˝ в коллектор, создавая ток в коллекторной цепи. Величина коллекторного тока составляет 95% – 99% эмиттерного тока. Из-за частичной рекомбинации электронов и дырок в базе нейтральность базы нарушается. Для ее восстановления от источника Uэб в базу поступает необходимое количество дырок, движение которых создает базовый ток. Из вышеизложенного следует соотношение между токами в транзисторе Iэ = Iк + Iб, причем, Iб << Iк. Ток базы создается только теми носителями, которые рекомбинировали в базе и не дошли до коллекторного перехода.

Выполнение работы:

Входной характеристикой биполярного транзистора является зависимость входного тока базы от напряжения база-эмиттер при постоянном напряжении коллектор-эмиттер.

Выходной характеристикой биполярного транзистора является зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эммитер при постоянном токе базы.

Схема для снятия статических характеристик приведена на рис.1.

Рис. 1 Принципиальная схема снятия статических характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером.

В схеме используются два регулируемых источника напряжения E1 и Е2. С помощью источника Е1 регулируется напряжение смещения на базе транзистора. Источник напряжения Е2 питает цепь коллектора. Контроль тока базы осуществляется амперметром РА1. Вольтметром РV1 измеряется напряжение база-эмиттер.

Контроль тока коллектора осуществляется амперметром РА2. С помощью вольтметра РV2 измеряется напряжение коллектор-эмиттер.

При снятии входных статических характеристик с помощью источника напряжения Е2 устанавливается напряжение коллектор-эмиттер, значение которого в процессе измерения остается неизменным. С помощью источника напряжения Е1 устанавливается напряжение база-эмиттер, значение которого изменяется в процессе измерения.

При снятии выходных статических характеристик с помощью источника напряжения Е1 устанавливается ток базы, значение которого в процессе измерения остается неизменным. С помощью источника напряжения Е2 устанавливается напряжение коллектор-эмиттер, значение которого изменяется в процессе измерения.

Порядок измерений:

В соответствии с принципиальной схемой, указанной на рисунке 1 собрать схему измерений на рабочем поле WORKBENTCH. Выбрать самостоятельно имитационные компоненты. В качестве транзистора n-p-n типа рекомендуется взять транзистор 2N3394, а в качестве транзистора p-n-p – транзистор 2N3703. Источники Е1 и Е2 можно взять однотипными.

Дата добавления: 2014-01-15