Общие сведения о биполярных транзисторах
Описание лабораторной установки
В комплект лабораторной установки входят следующие модули: «Транзистор», «Функциональный генератор», «Миллиамперметры», «Модуль мультиметров», «Модуль измерительный». Для наблюдения осциллограмм используется двухканальный осциллограф.
Рисунок – Схема для исследования транзисторов
Передняя панель модуля «Транзисторы» представлена на рисунке. На ней приведена мнемосхема и установлены коммутирующие и регулирующие элементы. На мнемосхеме изображены: биполярный транзистор VT1, полевой транзистор VT2, потенциометр RP1 для изменения напряжения, подаваемого на базу, токоограничивающий резистор R1, резистор нагрузки R2, сопротивление которого изменяется переключателем SA1. Величины сопротивлений, соответствующие положениям переключателя приведены в табл.1.
Таблица 1
| № позиции | |||||
| Сопротивление, кОм | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,2 |
Величина постоянного напряжения, подаваемого на коллектор, регулируется потенциометром RP2. Переключатель SA2 предназначен для включения переменного или постоянного напряжения. Для подачи на коллектор только положительных полуволн переменного напряжения служит диод VD. Ток в этой цепи ограничивает резистор R3. Резистор 
имитирует внутреннее сопротивление источника входного сигнала. Конденсатор С исключает влияние внутреннего сопротивления источника входного сигнала на положение рабочей точки покоя. Шунт 
= 50 Ом служит для осциллографирования сигнала пропорционального току через транзистор. На передней панели размещены также гнезда для осуществления внешних соединений (Х1 - Х16).
|
|
Основные параметры исследуемого транзистора приведены в табл.2.
Таблица 2
| Тип транзистора | ВС639 |
Максимально допустимый ток коллектора,  , А
| 0,5 |
Максимально допустимое напряжение
коллектор-эмиттер,  , В
| |
Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе,  , Вт
| 0,63 |
Статический коэффициент передачи тока, 
| 40…160 |
Максимальное напряжение эмиттер-база,  , В
|
Основными характеристиками биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, являются:
статическая характеристика прямой передачи по току:
при 
const,
статическая выходная характеристика:
при 
const,
статическая входная характеристика
Порядок выполнения работы
3.1. Экспериментальное исследование биполярного транзистора
3.1.1. Ознакомиться с лабораторным модулем для исследования транзисторов. Собрать схему для снятия характеристик биполярного транзистора (рисунок).Между гнездами Х2 и Х6 включить миллиамперметр на пределе измерения 100 мкА и соединить перемычкой гнезда Х9 - Х11. Между гнездами Х1 – Х4 включить второй миллиамперметр на пределе измерения 10 мА. Соединить перемычкой гнезда Х3 – Х7. Между гнездами Х2 – Х5 и Х4- Х16 включить мультиметры в режиме измерения постоянного напряжения. Тумблер SA2 установить в нижнее положение.
3.1.2. Экспериментальное исследование характеристик биполярного транзистора.
3.1.2.1. Снять статическую характеристику прямой передачи по току 
при 
равным заданному значению 
и 
. Для этого дополнительно поставить перемычку между гнездами Х1-Х3. Включить «Модуль питания», включить тумблер «Питание» на модуле «Транзисторы». Экспериментальные результаты записать в табл.3. При снятии характеристики следить за постоянством напряжения 
. 
= 
= 11 В
|
|
Таблица 3
 , мкА
| |||||
 , мА
|
3.1.2.2. Снять характеристику прямой передачи по току при наличии нагрузки. Убрать перемычку между гнездами Х1-Х3. С помощью переключателя SA1 установить заданное значение резистора R2. С помощью потенциометра RP1 установить ток базы, равный нулю, а с помощью потенциометра RP2 установить заданное значение . В дальнейшем ручку регулятора RP2 не трогать. В области вблизи насыщения точки снимать чаще. Экспериментальные результаты записать в табл.4. Выключить тумблер «Питание». Построить экспериментальные характеристики.
Таблица 4
| , мкА
| |||||
| , мА
| |||||
3.1.2.3. По построенной в п. 3.1. 2.2 характеристике определить области активного усиления, отсечки и насыщения. Определить максимальный ток 
при котором еще обеспечивается линейное усиление.
3.1.2.4. Снять выходные статические характеристики транзистора при const. Для этого дополнительно установите перемычку Х1-Х3. Включить питание модуля. Установить потенциометром RP1 
. Изменяя напряжение 
с помощью потенциометра RP2 снять выходные характеристики. Экспериментальные данные занести в табл.5. Повторить измерения еще для двух значений тока базы: 
и 
и зарисовать на одном графике выходные характеристики для трех значений тока базы:
|
|
; ; .
Таблица 5
| , В
| ||||||
| , мкА
|
Содержание отчета
Контрольные вопросы.
1. Как работает биполярный транзистор?
2. Какие существуют схемы включения биполярного транзистора?
3. Каковы требования к входному и выходному сопротивлениям усилителей в схемах включения с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК)?
4. Какова полярность постоянных напряжений, прикладываемых к транзистору n-p-n типа при различных схемах включения?
5. Как выглядят входные и выходные статические характеристики в схеме с общим эмиттером?
6. Что такое статическая характеристика прямой передачи по току? Как ее построить? Как она изменяется при наличии нагрузки? Как ее снять?
7. Как снять статические выходные характеристики?
8. Нарисуйте схему усилительного каскада с общим эмиттером и постройте его временные диаграммы.
9. Что такое рабочая точка покоя и как ее выбрать? Что такое область активного усиления, насыщения, отсечки?
10. Что такое ключевой режим работы транзистора, каковы его особенности?