Стислі теоретичні відомості. Транзистор – це електронний прилад, значення якого в сучасній електроніці величезне

Транзистор – це електронний прилад, значення якого в сучасній електроніці величезне. Транзистори є основним елементом більшості електронних пристроїв, які застосовуються в промисловості, на транспорті, в медицині, під час наукових досліджень, в електропобутовій техніці тощо.

Транзистори виготовляються з напівпровідників.

В сучасній електроніці використовують напівпровідники з різним типом провідності. В одному типі основними носіями електричних зарядів є електрони. Ці елементарні частинки вважаються зарядженими негативно, Тому такі матеріали звуться напівпровідниками з n-провідністю або напівпровідниками n-типу.

В провідниках іншого типу основні носії зарядів, так звані „дірки”, заряджені позитивно. Вони носять назву напівпровідників з p-провідністю або напівпровідників p-типу.

В транзисторі може бути кілька складових частин (областей) з різним типом провідності. В лабораторній роботі досліджуються біполярні транзистори. Вони складаються з трьох областей з різними типами провідності (рис. 7.1.а). Середня область називається базою, суміжні з нею області – емітером і колектором. Між базою і емітером та між базою і колектором існують так звані p-n переходи.

В біполярних транзисторах провідність бази завжди відмінна від провідності емітера та колектора. Транзистор, в якому база має p-провідність, а емітер та колектор n-провідність, носять назву транзисторів типу n-p-n (рис. 7.1.б). Якщо у бази транзистора n-провідність, а у емітера і колектора – p-провідність, він називається транзистором типу p-n-p (рис. 7.1.в).

Принципи дії транзисторів різного типу аналогічні.

В разі розгляду електричних процесів в транзисторі струмам та напругам надають індекси відповідно до назв його областей. Струм, який тече через колектор позначають I_К, струм через базу позначають I_Б, струм через емітер позначають I_Е.

Напругу між колектором та емітером позначають U_КЕ, напругу між базою та емітером позначають U_{БЕ ,} напругу між колектором та базою позначають U_КБ.

Робота транзистора, як і будь якого електронного пристрою, оцінюється за допомогою характеристик і параметрів. В лабораторній роботі студенти виконують експеримент для визначення двох характеристик транзистора – вхідної і вихідної – та одного параметра – коефіцієнта підсилення по струму.

Вхідна характеристика – це залежність базового струму I_Бвід напруги U_БЕ(рис. 7.2.б). Транзистор має не одну, а кілька вхідних характеристик. Причина цього в тому, що залежність І_Б = f ( U_БЕ) змінюється в залежності від напруги живлення транзистора. Тому на відповідній координатній площині розташовують сімейство характеристик.

Iб1

Iб2

Iб4

Вихідна характеристика – це залежність струму І_К від напруги U_КЕ(рис. 7.2.а). Для транзистора прийнято також визначати сімейство вихідних характеристик, які знімають в умовах різних значень базового струму І_Б.

а) б)

Рис.7.2.

Принцип посилення електричних сигналів транзистором можна пояснити таким чином: малий приріст струму бази викликає значно більший приріст струму колектора.

Здатність транзистора підсилювати сигнали кількісно оцінюється через коефіцієнт підсилення по струму, який позначається літерою α. Його можна визначити за допомогою вихідних характеристик. Він дорівнює відношенню приросту струму колектора до приросту струму бази

α = .

Тут ΔІ_К дорівнює різниці двох значень І_К1 та І_К2, а ΔІ_Б– різниці двох відповідних значень І_Б1 та І_Б2.

Порядок виконання роботи.

1. Виконати підготовку до лабораторної роботи.

2. Зібрати схему для дослідження транзистора на рис. 7.3.

3. Зняти вхідні характеристики транзистора. Для цього необхідно:

а) включити тумблери B1, ВЗ, В4, В6, В9, B11, вимкнути тумблери В2, В5; тумблер В12 поставити в положення ;

б) за допомогою ручки "РЕГ. НАПРУГИ Ек" встановити необхідне значення напруги U_КЕ,вказане викладачем;

в) змінюючи напругу U_БЕ за допомогою ручки "РЕГ. НАПРУГИ U_ВХ",вимірювати значення базового струму мікроамперметром "СТРУМ I_ВХ".

Експеримент виконують тричі для різних значень U_КЕ , вказаних викладачем.

Одержані результати занести в табл. 7.1.

Таблиця 7.1

UКЕ=0, В	IБ, мкА
UБЕ, мВ
UКЕ=	IБ, мкА
UБЕ, мВ
UКЕ=	IБ, мкА
UБЕ, мВ

4. Зняти вихідні характеристики транзистора. Для цього необхідно:

а) встановити необхідне значення базового струму регулятором "РЕГ. НАПРУГИ U_ВХ ",задане викладачем;

б) змінюючи напругу U_КЕ через інтервали, вказані викладачем, вимірювати значення колекторного струму транзистора міліамперметром "СТРУМ I_К ".

Експеримент виконують тричі для різних значень струму бази, вказаних викладачем.

Одержані результати занести в табл. 7.2.

Таблиця 7.2

IБ= мкА	IК, мА
UКЕ , В
IБ= мкА	IК, мА
UКЕ , В
IБ= мкА	IК, мА
UКЕ , В

5. За допомогою вихідних характеристик визначити коефіцієнт підсилення струму.

Контрольні питання.

1. Скільки в біполярного транзистора електродів? Як вони називаються?

2. Скільки p-n переходів містить біполярний транзистор?

3. Які вам відомі характеристики транзистора?

4. Що таке коефіцієнт підсилення по струму?

5. Наведіть кілька назв електронних пристроїв, в яких використовуються транзистори.

6. Які види транзистора, крім біполярного, вам відомі?

Лабораторна робота №8
Дослідження роботи інвертуючого і неінвертуючого підсилювачів

Мета роботи: експериментальне визначення передавальних характеристик інвертуючого і неінвертуючого підсилювачів, побудованих на базі операційних підсилювачів.