Исследование биполярного и полевого транзистора

Цель работы – практическое ознакомление со схемами включения биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком (ОИ).

1. Подготовка к работе.

1.1. Почему схемы ОЭ и ОИ нашли наибольшее применение?

1.2. Какие характеристики являются входными для схем ОЭ и ОИ?

1.3. Какое соотношение существует между точками в биполярном транзисторе?

1.4. Каким образом происходит управление проходящим через полевой транзистор током?

1.5. Чем отличаются транзисторы типа р –n– р от n– р –n?

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок № 2, соединительные провода, токовый шунт.

Задание № 1. Исследование биполярного транзистора.

3.1. Снять входную характеристику I_б = f(U_бэ) при U = const.

3.2. Снять выходную характеристику I_к = f(U_кэ) при I_к = const.

Задание № 2. Исследование полевого транзистора.

4.1. Снять переходную характеристику I_c = f(U_зи) при U_си = const = max.

4.2. Снять выходные (стоковые) характеристики I_c = f(U_си) при трех значениях U_зи.

5. Порядок выполнения задания № 1. схема а1.

5.1. Снятие выходной характеристики транзистора.

5.1.1. Соединить источник питания V1 = 6 В со входом транзистора согласно мнемосхемы («-» источника подать на общую точку).

5.1.2. Соединить источник питания V2 = 12 B с выходными клеммами транзистора согласно мнемосхемы.

5.1.3. Ручку потенциометра R5 повернуть против часовой стрелки до упора.

5.1.4. Подключить измерительные приборы с указанными пределами измерения согласно мнемосхемы, соблюдая указанную полярность. Предварительно вставить токовый шунт в мультиметр, работающий в режиме измерения тока, на указанном пределе измерения.

5.1.5. После проверки схемы, поворачивая ручку потенциометра R5 по часовой стрелке, изменять напряжение коллектора U_кэ в пределах, указанных в таблице 3.1.

5.1.6. Для каждого фиксированного значения U_кэ измерить ток коллектора I_к. Результаты измерений занести в таблицу 3.1.

5.1.7. Аналогичные измерения произвести при подключении входного напряжения +5 В к клеммам Х2, Х3, Х4. Результаты измерений занести в таблицу 3.1. Ручку потенциометра R5 поворачивать в исходное положение при каждом изменении уровня входного сигнала.

Таблица 3.1.

U_кэ, В	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,2
I_к, мА при R1(I_б1)
I_к, мА при R2(I_б2)
I_к, мА при R3(I_б3)
I_к, мА при R4(I_б4)

5.1.8. По данным таблицы 3.1. построить выходные характеристики I_к = f(U_кэ) при разных уровнях входного сигнала I_б. На характеристике указать соотношение токов базы.

5.2. Снятие входной характеристики транзистора.

5.2.1. Для снятия входной характеристики транзистора по схеме с ОЭ I_б = f(U_бэ) при Е_к = const, необходимо иметь два источника напряжения. Регулирование напряжения смещения необходимо осуществлять плавно, для чего предлагается в схеме А использовать переменный резистор R8. Для измерения тока базы I_б необходимо включить щитовой микроамперметр с пределом измерения 100 мА между гнездом Х5 на схеме А2 и гнездом Х1 на схеме А1. На гнездо Х8 схемы А2 подать +6 В, а –6 В подать на гнездо Х9.

5.2.2. Измерение напряжения U_вх осуществлять мультиметром, подключенным к гнездам Х1 и Х11 (^). Интервалы между замерами исследование биполярного и полевого транзистора - student2.ru U_бэ выбирать таким образом, чтобы точнее снять начальный, нелинейный участок входной характеристики. Необходимо снять две входные характеристики I_б = f(U_бэ) при Е_к = 0 и Е_к = 5 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

I_б, мкА
U_кэ= 0 В	U_бэ(В)
U_кэ = 5 В	U_бэ(В)

6. Порядок выполнения задания № 2. Схема А2.

6.1. Снятие переходной характеристики полевого транзистора.

6.1.1. Источник питания U2 = 6 B соединить с входными клеммами транзистора, а U2 = 12 B – с выходными клеммами согласно мнемосхемы («-» источников подавать на общую точку схемы).

6.1.2. Подключить измерительные приборы с указанными на мнемосхеме пределами измерений и полярностью.

6.1.3. После проверки схемы, поворачивая ручку потенциометра R7 против часовой стрелки, установить такое отрицательное U_зи относительно истока напряжение, чтобы ток стока был равен 0 (I_с = 0) при максимальном напряжении U_си. Для точной установки нулевого значения тока временно установить предел измерения амперметра 2 мА.

6.1.4. Поворачивая далее ручку потенциометра R7 против часовой стрелки, записать показания измерительных приборов в 6 – 5 точках, начиная от точки отсечки U_зи_max до U_зи = 0.

6.1.5. Когда U_зи = 0 (крайнее левое положение ручки потенциометра R7), изменить полярность напряжения, подаваемого на клемму Х1. Одновременно изменить полярность вольтметра.

6.1.6. Поворачивая ручку потенциометра R7 по часовой стрелке снять показания измерительных приборов в 4 – 6 точках через каждые 0,4 – 0,5 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3.

U_зи, В	-1,5	-1	-0,5		+0,5	+1	+1,5	+2
I_c, мА

6.1.7. По данным таблицы 3.3. построить переходную характеристику
I_c = f(U_зи) при U_си = const = max.

6.1.8. По характеристике определить крутизну полевого транзистора S.

Примечание: аналогичным образом можно снять и построить переходные характеристики для других фиксированных значений U_си, каждое из которых устанавливается поворотом ручки потенциометра R8 против часовой стрелки.

6.2.Снятие выходных (стоковых) характеристик полевого транзистора при трех уровнях U_зи.

Подготовительную работу провести согласно п.п. 6.1.1., 6.1.2.

6.2.1. Ручки потенциометров R7 и R8 повернуть против часовой стрелки до упора.

6.2.2. Подключить измерительные приборы с указанными пределами измерений согласно мнемосхемы, соблюдая указанную полярность. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, подсоединять к необходимым клеммам с помощью двухлучевого провода для возможности измерения U_зи и U_си.

6.2.3. После проверки схемы преподавателем убедиться, что U_зи = 0.

6.2.4. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, переключить с входа транзистора на выход, предварительно установив на нем передел измерения 20 В.

6.2.5. Поворачивая ручку потенциометра R8 по часовой стрелке, изменять напряжение между стоков и истоком U_си в пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного напряжения U_си измерить ток стока I_с. Результаты измерений занести в таблицу 3.4.

6.2.6. Ручку потенциометра R8 поставить в исходное положение.

6.2.7. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, подключить на вход транзистора и выставить предел измерения 2 В.

6.2.8. Поворачивая ручку потенциометра R7 по часовой стрелке, установить напряжение между затвором и истоком U_зи = 1 В.

6.2.9. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, переключить с входа транзистора на выход, предварительно установив на нем предел измерения 20 В.

6.2.10. Поворачивая ручку потенциометра R8 по часовой стрелке, изменять напряжение U_си в пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного значения напряжения U_си измерить ток I_с. Результаты измерений занести в таблицу 3.4.

6.2.11. Ручку потенциометра R8 повернуть в исходное положение, а ручку R7 оставить в прежнем.

6.2.12. Аналогичные измерения (п.п. 6.2.10) произвести при U_зи = -1 В. Для этого поменять полярность напряжения питания, подаваемого на входные клеммы схемы (5 В). Результаты измерений занести в таблицу 3.4. Отключить стенд.

Таблица 3.4.