КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером
Лабораторная работа №5 Электрические параметры.
Плоскостной транзистор состоит из двух p-n-переходов, один из которых—эмиттерный—включен в прямом направлении, другой— коллекторный—включен в обратном направлении. Между эмиттерным и коллекторным переходами расположена область базы. Полупроводник базы имеет низкую концентрацию примесей, толщина базовой пластины w значительно меньше диффузионной длины L (диффузионной длиной называют расстояние, на которое неосновные носители диффундируют за время жизни). На рис. 5-1 показана зонная энергетическая диаграмма транзистора р-п-р-типа без подачи напряжений на электроды прибора и в активном режиме. Подача на эмиттерный переход прямого смещения Uэ вызывает инжекцию дырок из эмиттера в базу. Инжектированные в базу дырки диффундируют к коллекторному переходу. При условии w<<Lp лишь небольшая часть инжектированных в базу дырок рекомбинирует—почти все они дойдут до коллекторного перехода и его электрическим полем будут переброшены в коллекторную р- область. Поэтому приращение коллекторного тока DIk несколько меньше вызвавшего его приращения тока эмиттера DIэ, а коэффициент передачи тока эмиттера в схеме с общей базой (ОБ) Если транзистор включен пи схеме ОЭ (рис. 5-2), входным таком является ток базы. Этот ток в основном определяется рекомбинацией неосновных носителей в базе. Коэффициент передачи тока базы в схеме ОЭ Рассмотрим, как происходит усиление в транзисторе, включенном по схеме ОЭ. В коллекторной цепи транзистора включено сопротивление нагрузки Rн, а во входной цепи—источник переменного сигнала U~. Сопротивление коллекторного перехода, смещенного в обратном направлении, велико по сравнению с сопротивлением выходной цепи, поэтому в цепь коллектора можно включить достаточно большое сопротивление нагрузки. Относительно малое изменение напряжения на эмиттерном переходе будет вызывать значительное изменение тока инжекции и напряжения на сопротивлении нагрузки. В результате различия входного и выходного сопротивлений транзистор, включенный по схеме ОЭ, дает усиление по току, напряжению и мощности.
Выходные характеристики транзистора, включенного по схеме с ОЭ (рис. 5-3,a), представляют собой зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном токе базы. Как и для схемы ОБ, выходные характеристики в схеме с ОЭ – это коллекторные характеристики. Iк=f(Uкэ) Iб=const. Семейство коллекторных характеристик транзистора в схеме с ОЭ отличается от коллекторных характеристик в схеме ОБ. Все характеристики выходят из начала координат, т.е. при Uкэ=0 ток Iк=0. Это объясняется тем, что при Uкэ=0 цепь коллектор-эмиттер закорочена; коллекторный переход подключен параллельно эмиттерному, и на нем тоже действует прямое напряжение, равное Uбэ, которое понижает потенциальный барьер. В результате основные носители заряда переходят из коллектора в базу и компенсируют поток таких же носителей заряда, переходящих в коллектор от эмиттера через базу, так что Iк=0. Вид входных характеристик транзистора показан на рис. 5-3,б. Обратите внимание то, что Iб падает с увеличением обратного смещения коллекторного перехода Uкэ. При Uкэ=0 оба перехода – эмиттерный и коллекторный – смещены в прямом направлении напряжения Uбэ. В результате рекомбинационный ток базы велик. Смещение коллекторного перехода в обратном направлении |Uкэ|>|Uбэ| переводит транзистор в активный режим с малым током базы. Дальнейшее уменьшение тока базы связано с модуляцией ширины базы коллекторным напряжением.
Наибольшее распространение при расчете транзисторных низкочастотных схем получили h-параметры. Их преимущество перед собственными параметрами состоит в том, что их удобно определять с помощью измерений в схеме включения транзистора, причем для этого легко создать требуемые режимы по переменному току: короткое замыкание на выходе, соответствующее условию DUвых=0 (или Uвых ), и холостой ход на входе, соответственно, DIвх= 0 (или Iвх = const). Для определения h-параметров составляется система уравнений, в которой независимыми переменными являются DIвх и DUвых: DUвх=h11DIвх+h12DUвых; DIвых=h21DIвх+h22DUвых. В этой системе имеется четыре параметра с разной размерностью: h11,h12,h21,h12. Значение этих параметров следующее: h11 — входное сопротивление транзистора при неизменном выходном напряжении: при Uвых=const; h22 — выходная проводимость транзистора при неизменном входном токе: при Iвх=const; h21 — коэффициент усиления тока при неизменном выходном напряжении: при Uвых=const; h12— коэффициент внутренней обратной связи по напряжению при неизменном входном токе при Iвх=const; Поскольку в систему h-параметров входят сопротивление, проводимость и безразмерные величины, их иногда называют смешанными, или гибридными, параметрами. Эти параметры зависят от схемы включения транзистора и в разных схемах имеют разные значения. Поэтому к индексу добавляют букву, обозначающую схему включения. Определение h-параметров по статическим характеристикам транзистора для схемы ОЭ показано на рис. 5-4, где h11 определяется по одной входной характеристике, h22 — по одной выходной, h12 — по двум входным, h21 — по двум выходным. Учитывая, что характеристики транзистора нелинейны и параметры зависят от режима работы, их определяют для рабочей точки по малым приращениям токов и напряжений. Значения h-параметров для разных схем включения связаны соотношениями, из которых по h-параметрам одной схемы можно найти h-параметры другой. Например: Кроме того, h-параметры можно выразить через первичные параметры транзистора: В справочниках приводится коэффициент усиления тока в схеме ОЭ: h21э=b. Как видно из приведенных соотношений, a и b соответственно равны h21б и h21э; определение их по коллекторным характеристикам для схем ОЭ и ОБ производится аналогично показанному на рис. 5-4, в.
1. Термины и обозначения.
2. Цель работы. 2.1. Изучение устройства и принципа действия биполярных транзисторов.
2.2. Наблюдение на осциллографе и снятие характеристик транзисторов в схеме с общим эмиттером.
Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 3533; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |