Переходный процесс из одного состояния в другое происходит скачком

Транзистор устойчиво находится в одном из двух состояний – закрыт или открыт.

Теоретическое введение

Исследование работы транзистора в ключевом режиме.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Цель работы: Изучение работы транзистора в ключевом режиме.

Для работы биполярного транзистора (далее транзистора) в ключевом или импульсном режиме переключения характерно следующее:

Транзистор закрыт " режим "отсечки": ток цепи коллектора очень мал, напряжение "коллектор-змиттер" равно напряжению источника питания. В режиме "отсечки" состояние транзистора аналогично разомкнутому электромеханическому ключу (рис. 1), где

VT - транзистор "n - р - n";

- электромеханический ключ;

- коллекторная нагрузка;

- напряжение "коллектор-эмиттер".

Чтобы транзистор находился в режиме "отсечки" (рассматривается схема с общим эмиттером), необходимо выполнить условие: ток в цепи базы мА.

Транзистор открыт - режим "насыщение": ток цепи коллектора максимальный, напряжение "коллектор-эмиттер" () минимальное:

В. В режиме "насыщение" состояние транзистора аналогично замкнутому электромеханическому ключу (рис. 2), где VT- транзистор "n-р-n"; -электромеханический ключ.

Рассмотрим ключевой режим транзистора с помощью выходных характеристик транзистора, включенного в схему с ОЭ (рис. 3). Пусть в цепи коллектора включен резистор нагрузки , тогда на поле графика выходных характеристик строим линию нагрузки по двум точкам: т. А на оси , определяемая величиной напряжения источника питания Е, и т. Б на оси тока определяемая отношением . Линия нагрузки изображена на рис. 3.

При , транзистор закрыт, что соответствует т. Т 1 на линии нагрузки:

При транзистор открыт, что соответствует т.Т2 на линии нагрузки: в

Порядок выполнения работы:

1. Определение режима насыщения и отсечки транзистора.

1. Открыть файл lab6\6_1.ewb со схемой, изображенной на рис. 4 Включить схему.

2. Используя график выходных характеристик биполярного транзистора из лаб. 1, построить нагрузочные характеристики для положения резистора коллектора R_k, открытого на 100%, 50%, 0%, учитывая, что полное сопротивление транзистора , а Е_k = 10V.

3. Определить режимы работы транзистора: сделать измерения напряжения коллектор – эмиттер, устанавливая разные значения сопротивления . От 0% до 10% с шагом 2%, далее до 90% с шагом 10%, от 90% до 100% с шагом 2%. Полученные данные и вычисления занести в таблицу 1.

Внимание: Уменьшение (увеличение) сопротивления переменного резистора задаётся в %, при нажатии клавиши R значение автоматически уменьшается на n%, при нажатии клавиш shift+R увеличивается на n%. Шаг увеличения (уменьшения) можно установить, открыв двойным щелчком мыши диалоговое окно резистора. В команде Value первый пункт задаёт клавишу – ключ, второй – общее сопротивление резистора, третий – величину сопротивления в %, четвёртый – шаг.

Табл.1

, %	, Ом	, В	,mA

4. Построить график зависимости тока коллектора от напряжения коллектор – эмиттер. Режим отсечки работы транзистора и режим насыщения выделить разными цветами.

5. Записать значения сопротивления и напряжения для моментов перехода в режим отсечки и в режим насыщения.

2. Графическое определение режима насыщения

1. Открыть файл lab6\6_2.ewb, изображенного на рис.5. Включить схему.

2. Наблюдать на осциллографе сигнал красный – входной, зелёный – выходной. Увеличивая (уменьшая) сопротивление резистора (шаг единица), наблюдать изменение выходного сигнала. При появлении полочки на нижней полуволне транзистор переходит в режим насыщения, то есть начинается работа системы в режиме коммутации. Записать значение сопротивления. По расширенной модели осциллографа определить время нахождения в насыщении и в отсечке. Сравнить с графическим определением точки насыщения. Зарисовать осциллограммы.

Рис. 5

3. Исследование схемы переключателя тока

Схема переключателя тока. Изменяя сопротивление переменного резистора можно регулировать силу тока на базы транзисторов VT1 и VT2. Открытым всегда бывает только один из транзисторов.

1.

Открыть файл lab6\6_3. ewb, изображенного на рис.6. Включить схему.

Рис. 6

2. Установить на переменном резисторе R1 шаг – 10, начальное значение 1

3. Изменять сопротивление резистора и заполнить таблицу

VT1	VT2
I1, mA	U1, В	I2, mA	U2, В

4. По результатам измерений построить ВАХ транзисторов на одном графике, по графику найти значения тока переключения и напряжения переключения.

Содержание отчета

1. Цель работы

2. Исследуемые схемы

3. Нагрузочные характеристики

4. График зависимости тока коллектора от напряжения “коллектор-эмиттер”

5. Экспериментальные данные режимов отсечки и насыщения

6. Осциллограммы и показания напряжения, снятые с осциллограммы

7. График работы переключателя, значение точки переключения

Контрольные вопросы:

1. Характерные признаки работы транзистора в ключевом режиме?

2. Почему при работе транзистора в ключевом режиме имеют место минимальные потери мощности?

3. Влияние величины сопротивления резистора на ключевой режим работы транзистора?

4. Основные состояния транзистора при работе в ключевом режиме?

5. Объясните искажения синусоидального сигнала на выходе транзистора, работающего в ключевом режиме?

6. Принцип работы переключателя?

Дата добавления: 2015-06-04