Задание 1.
Исследование статических вольтамперных характеристик (ВАХ) транзистора, включенного по схеме с ОБ (с помощью амперметра/вольметра).
1.1. Снять входную ВАХ – Iэ=F(Uэб)|Uкб=const. Для этого собрать схему (рис.3.1). Все измерительные приборы поставить в режим измерения постоянного тока (режим DC).
Рис. 3.1
1.2. Изменяя ток эмиттера и регистрируя его величину амперметром А1 измерять напряжение Uэб. Данные занести в табл.1.
Таблица 1.
Iэ(мА), А1 | ||||||||
Uкб=0B, V2 | Uэб(В), V1 | |||||||
Uкб=15B, V2 | Uэб(В), V1 |
При построение входных ВАХ биполярного транзистора входным сигналом берут ток (Iэ, Iб) т.к. биполярный транзистор – прибор управляемый током.
По результатам измерений построить графики.
1.2. Собрать схему (рис.3.1) и снять выходную ВАХ – Iк=F(Uкб)|Iэ=const. Данные занести в табл.2.
Таблица 2.
Uкб (В), V2 | -0,5 | |||||||
Iэ=0мА, А1 | Iк (мА), А2 | |||||||
Iэ=2мА, А1 | Iк (мА), А2 | |||||||
Iэ=4мА, А1 | Iк (мА), А2 | |||||||
Iэ=8мА, А1 | Iк (мА), А2 |
По результатам измерений построить графики семейства выходных ВАХ.
Задание 2.
Исследование статических вольтамперных характеристик (ВАХ) транзистора, включенного по схеме с ОЭ (с помощью амперметра-вольметра).
2.1. Снять входную ВАХ –Iб=F(Uбэ)|Uкэ=const. Собрать схему (рис.3.2). Данные занести в таблицу табл.3. Измерения проводить при Iб=0; 0.01; 0.05; 0.1мА, при Uкэ=0 и +15В.
Рис. 3.2
2.2. Изменяя ток эмиттера и регистрируя его величину амперметром А1 измерять напряжение Uэб. Данные занести в таблицу, аналогичную табл.1.
По результатам измерений построить графики.
2.2 Снять семейство выходных ВАХ – Iк=F(Uкэ)|Iб=const. Данные занести в таблицу, аналогичную табл.2.
По результатам измерений построить графики семейства выходных ВАХ.
Задание 3.
Исследование статических вольтамперных характеристик (ВАХ) транзистора, включенного по схеме с ОБ (с помощью осциллографа)
3.1. Снять входную ВАХ – Iэ=F(Uэб)|Uкб=const Iб=F(Uбэ)|Uкэ=const. Собрать схему (рис.3.3). Осциллограф поставить в режим В/А. Получить на экране изображение ВАХ, удобное для снятия показаний. Данные занести в таблицу, аналогичную табл.1 или просто убедиться в их соответствии.
Рис. 3.3
3.2. Снять семейство выходных ВАХ – Iк=F(Uкб)|Iэ=const. Собрать схему (рис.3.4).
Рис. 3.4.
Получить на экране изображение ВАХ, удобное для снятия показаний. Данные занести в таблицу аналогичную табл.2 или просто убедиться в их соответствие.
Задание 4.
Исследование статических вольтамперных характеристик (ВАХ) транзистора, включенного по схеме с ОЭ (с помощью осциллографа)
4.1. Снять входную ВАХ – Iб=F(Uбэ)|Uкэ=const. Собрать схему (рис.3.5). Получить на экране изображение ВАХ, удобное для снятия показаний. Данные занести в таблицу аналогичную табл.2 или просто убедиться в их соответствии.
Рис. 3.5
4.2. Снять семейство выходных ВАХ – Iк=F(Uкэ)|Iб=const. Собрать схему 3.6. Получить на экране изображение ВАХ, удобное для снятия показаний. Данные занести в таблицу аналогичную табл.2 или просто убедиться в их соответствие.
Рис. 3.6
Задание 5
Исследование частотных характеристик передаточных параметров транзистора
A(jw), b (jw)
5.1. Измерение зависимости от частоты модуля коэффициента передачи транзистора включенного по схеме с ОБ a(w)= I m к/I m э|Iэо=const,.
Рис. 3.7
5.1.1. Схема, для измерения коэффициента передачи тока транзистора включенного по схеме с ОБ на высокой с помощью амперметров приведена на рис.3.7. Все амперметры поставить в режим измерения переменного тока (режим АС)
Для измерения зависимости от частоты модуля коэффициента передачи транзистора включенного по схеме с ОБ a(w)= I m к /I m э|Iэо=const, составить соответствующую таблицу и по ней нарисовать график зависимости a(w). Определить f a - граничную частоту транзистора включенного по схеме с ОБ.
5.1.2. Схема, для измерения коэффициента передачи тока транзистора, включенного по схеме с ОБ, на высокой с помощью измерителя диаграмм Боде, приведена на рис.3.8. Измеритель поставить в режим измерения АЧХ. Подобрать пределы измерений по вертикальной и горизонтальной осям так, чтобы, получить на экране измерителя изображение АЧХ, удобное для снятия показаний. Измерить α0 и fα. Результаты измерений записать в отчет.
Рис.3.8
5.2. Измерение фазово-частотной характеристики коэффициента передачи транзистора включенного по схеме с ОБ ja(w)=(jImк -jImэ). Измеритель Боде поставить в режим измерения ФЧХ. Подобрать пределы измерений по вертикальной и горизонтальной осям так, чтобы, получить на экране измерителя изображение ФЧХ, удобное для снятия показаний.
Объяснить, что происходит с фазой гармонического сигнала при прохождении его через транзистор. Измерить запаздывание по фазе на частоте f a .
5.3. Измерение зависимости от частоты модуля коэффициента передачи транзистора включенного по схеме с ОЭ b(w)=I m к/I m б|Iэо=const,.с помощью измерителя диаграмм Бодэ.
Рис. 3.9.
Собрать схему (рис.3.9). Измеритель поставить в режим измерения АЧХ. Подобрать пределы измерений по вертикальной и горизонтальной осям так, чтобы, получить на экране изображение АЧХ, удобное для снятия показаний.
5.4. Измерение фазово-частотной характеристики коэффициента передачи транзистора включенного по схеме с ОЭ jb(w)a(w)=Iк m/Iэ m|Iэо=const,. Схема измерения приведена на рис.3.9. Измеритель поставить в режим измерения ФЧХ. Подобрать пределы измерений по вертикальной и горизонтальной осям так, чтобы, получить на экране измерителя изображение ФЧХ, удобное для снятия показаний. Измерить β0 и fβ. Результаты измерений записать в отчет.
Рис. 3.10
Объяснить, что происходит с фазой гармонического сигнала при прохождении его через транзистор. Определить запаздывание по фазе на частоте fb. На рис.3.10 приведены АЧХ и ФЧХ.
Задание 6.
Исследовать зависимости усилительных и частотных свойств транзистора включенного по схеме с ОБ от тока эмиттера - a=f(iэо), f a = f(iэо).
Собрать схему (рис.3.11). Добиться удобного изображения АЧХ. Величину a и f a = измерять с помощью измерителя АЧХ. Величину a можно измерить с помощью вольтметра.
Рис.3.11
Результаты измерений занести в табл. 3.
Таблица 3
Iэо, мкА | 5.103 | 50.103 | 1.104 | |||
a | ||||||
f a, МГц |
Построить графики a=F(Iэо), f a = F(Iэо).
Указания к отчёту
Отчет должен содержать:
1. Схемы для исследования вольт–амперных характеристик ОБ и ОЭ.
2. Таблица с результатами измерений и графики вольт–амперных характеристик.
Вопросы для самоконтроля
- Схема и методика снятия статических характеристик транзистора для схемы ОБ.
- Входные и выходные характеристики транзистора, включенные по схеме с ОБ.
- Схема и методика исследования вольт-амперных характеристик транзистора для схемы ОЭ.
- Входные и выходные характеристики для схемы включения с ОЭ.
- Схема для исследования нагрузочной характеристики транзистора. Описать методику её снятия и нарисовать вид нагрузочной характеристики для схемы с ОЭ.
- Перечислить статические h-параметры транзистора и описать методику их определения по вольтамперным характеристиками.
- Объяснить методику и схему измерения входной ВАХ биполярного транзистора, с помощью амперметра-вольтметра.
- Объяснить методику и схему измерения входной ВАХ биполярного транзистора с помощью осциллографа в режиме характериографа.
- Объяснить методику и схему измерения выходной ВАХ биполярного транзистора с помощью амперметра-вольтметра.
- Объяснить методику и схему измерения выходной ВАХ биполярного транзистора с помощью осциллографа в режиме характериографа.
- Объяснить методику и схему измерения частотных характеристик передаточных параметров биполярного транзистора с помощью амперметра.
- Объяснить методику и схему измерения частотных характеристик передаточных параметров биполярного транзистора с помощью измерителя диаграмм Боде.
- Объяснить методику и схему измерения входной ВАХ биполярного транзистора, с помощью амперметра-вольтметра.
- Объяснить методику и схему измерения входной ВАХ биполярного транзистора с помощью осциллографа в режиме характериографа.
- Объяснить методику и схему измерения выходной ВАХ биполярного транзистора с помощью амперметра-вольтметра.
- Объяснить методику и схему измерения выходной ВАХ биполярного транзистора с помощью осциллографа в режиме характериографа.
- Объяснить методику и схему измерения частотных характеристик передаточных параметров биполярного транзистора с помощью амперметра.
- Объяснить методику и схему измерения частотных характеристик передаточных параметров биполярного транзистора с помощью измерителя диаграмм Боде.
Список литературы
- Марголин В.И. и др. Физические основы микроэлектроники. М: Академкнига, 2008.
- Сугано Т. И др. Введение в микроэлектронику. Пер. с японского. М: МИР, 1988.
3. Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. М.: Высшая школа, 1988, с.167-174, с.418-428.
4. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1967.с.58-141.
5. Жеребцов И.П. Основы электроники. Л.: Энергоатомиздат, 1990. с.31-58.
6. Бочаров Л.Н. Электронные приборы. М: Энергия, 1979. с.48-87.