Исследование режима отсечки

Исследование ключевого режима транзистора.

Соберем схему (схема 6).

Схема 6. Схема транзистора с ОЭ.

Установим значение управляющего напряжения Supply- = - 5 В, обеспечив режим глубокой отсечки. С помощью вольтметра DMM измерим напряжение на коллекторе транзистора. Убедимся, перебросив вольтметр на вывод +9V, что эти напряжения очень мало отличаются друг от друга, так как через R7 протекает ток I_ко (рис. 6).

Supply-, В	Uкэ, В
-5	8,937
-4	8,937
-3	8,937
-2	8,937
-1	8,937
	8,997

Постепенно изменяя управляющее напряжение с помощью VPS и, измеряя коллекторное напряжение, подтвердим, что оно сохраняет высокий уровень порядка напряжения источника питания. Другими словами подтвердим, что в режиме отсечки транзистор потерял свои усилительные свойства, а на его выходе формируется логическая единица, когда на входе действует логический нуль.

В схеме с общим эмиттером (рис. 24) входной цепью является цепь базы, а выходной - цепь коллектора. Напряжение U_БЭ >0 прикладывается непосредственно к эмиттерному переходу и отпирает его. Напряжение U_КЭ распределяется между обоими переходами:

U_КЭ = U_КБ + U_БЭ. Для того чтобы коллекторный переход был закрыт, необходимо U_КБ = U_КЭ – U_БЭ > 0, что обеспечивается при U_КЭ > U_БЭ > 0. Т.о. при отрицательных напряжениях U_БЭ, мы будем наблюдать режим работы отсечки транзистора. В этом случае, через коллекторный переход течет маленький обратный ток, не оказывающий воздействия на выходную характеристику.

5. Исследование режима насыщения.

Переключим полярность напряжения управления в схеме (рис. 24), установив на входе вместо Supply- источник Supply+ = 0 В.

Постепенно увеличивая управляющее напряжение с помощью VPS и измеряя коллекторное напряжение, удостоверимся, что транзистор работает в усилительном режиме, когда увеличение U_БЭ ведет к уменьшению U_КЭ. Значения U_БЭ и U_КЭ измерим используя вольтметр.

Supply+, B	Uкэ, В	Iб, мА	Iк, мА
	7,39	0,02	1,02
	3,52	0,07	4,36
	0,152	0,12	5,39
	0,097	0,17	6,43
	0,070922	0,27	8,95
	0,057136	0,38	12,2
	0,051132	0,48	15,6

Условие насыщения транзистора имеет вид: Iк ≤ Iб. Оно определяется отношением тока Iб к Iк. Из условия насыщения видно, что для насыщения транзистора достаточно создать ток базы Iб = Iк, который называется базовым током насыщения.

Ток базы насыщения - это минимальное значение входного тока транзистора, при котором транзистор будет открыт, а коммутируемая цепь закрыта.. В режиме насыщения изменения тока базы приводят к незначительным изменениям UКЭ, т.е. в транзистор потерял свои усилительные свойства.

6. Исследование ключа ОЭ

Соберем схему эксперимента (схема 7).

Схема 7. Схема транзисторного ключа ОЭ.

Зафиксируем временную диаграмму на рис. 6:

Рис. 6. Временная диаграмма транзистора в режиме ключа.

Транзистор в схеме работает как логический инвертор (при логическом нуле на входе, на выходе – логическая единица, и наоборот). Разница амплитуд обусловлена не достаточно высоким сопротивлением осциллографа.

Так как в цепи вместо VPS был установлен FGEN, то на входе подается переменный сигнал и транзистор меняет свое состояние (открыт/закрыт), в зависимости от амплитуды (отрицательной/ положительной) входного сигнала. Т.е. цепь между коллектором и эмиттером транзистора может быть либо замкнута, либо разомкнута и мы наблюдаем насыщение или отсечку.

Транзисторный ключ – один из самых распространенных элементов импульсных устройств. Главное назначение транзистора, работающего в ключевом режиме, это замыкание и размыкание цепи. Усилительные свойства транзистора в этом режиме отсутствуют.

ВЫВОД:

В ходе лабораторной работы изучены основные свойства транзистора в ключевых режимах (режимы насыщения и отсечки). Усвоены практические навыки определения основных параметров транзистора в заданной рабочей точке.

Были исследованы ключевые режимы работы биполярного транзистора. Усилительный режим транзистора обычно используется в усилительных каскадах. Для этого режима характерно усиление входного напряжения по мощности за счет управляющего напряжения. В ключевых режимах (режимы отсечки и насыщения) усилительные свойства транзистора отсутствуют. Эти режимы применяются как аналог механического ключа для замыкания и размыкания электрической цепи. В режиме ключа усилительные свойства транзистора отсутствуют, и этот режим применяется для замыкания и размыкания цепи. К ключевым режимам относятся режим отсечки и режим насыщения биполярного транзистора. Первый реализуется, когда оба перехода транзистора закрыты (т. е. находятся в обратном включении), а второй, когда переходы открыты.

Транзистор работает в режиме отсечки, если на его базу подать отрицательное напряжение, при этом напряжение Uкэ не изменяется. Исследование ключа с ОЭ показало, что при подаче отрицательного тока на базу транзистора, ключ открывается и через транзистор идет ток, если подать положительный ток, то ключ закрывается и через транзистор не течет ток.

Дата добавления: 2015-06-04