Студопедия

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.

UКЭ макс. 40 В
UКБ макс. 40 В
IК макс. 400 мА
hКЭ при UКЭ=20 В IЭ=2.5 мА 30¸80
fмакс. 0.5 мГц

 

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:

h11входное сопротивление транзистора при неизменном вы­ходном напряжении:

при Uвых=const;

h22выходная проводимость транзистора при неизменном вход­ном токе:

при Iвх=const;

h21коэффициент усиления тока при неизменном выходном напря­жении:

при Uвых=const;

h12коэффициент 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.

Постоянный ток коллектора Iк
Постоянный ток эмиттера Iэ
Постоянный ток базы Iб
Постоянное напряжение эмиттер-база Uэб
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэ
Постоянная рассеиваемая мощность биполярного транзистора (БТ) P
Входное дифференциальное сопротивление диода БТ в режиме малого сигнала h11
Коэффициент обратной связи по напряжению БТ в режиме малого сигнала h12
Коэффициент передачи тока БТ в режиме малого сигнала h21
Выходная полная проводимость БТ в режиме малого сигнала при холостом ходе h22
Максимально допустимый постоянный ток коллек­тора Iк. макс.
Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэ. макс.
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность БТ Pмакс.

 

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.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 3535; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.12 сек.