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 Iб = f(Uбэ) при U = const.

3.2. Снять выходную характеристику Iк = f(Uкэ) при Iк = const.

Задание № 2. Исследование полевого транзистора.

4.1. Снять переходную характеристику Ic = f(Uзи) при Uси = const = max.

4.2. Снять выходные (стоковые) характеристики Ic = f(Uси) при трех значениях Uзи.

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 Uкэ в пределах, указанных в таблице 3.1.

5.1.6. Для каждого фиксированного значения Uкэ измерить ток коллектора Iк. 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.

Uкэ, В 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2
Iк, мА при R1(Iб1)                    
Iк, мА при R2(Iб2)                    
Iк, мА при R3(Iб3)                    
Iк, мА при R4(Iб4)                    

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

5.2. Снятие входной характеристики транзистора.

5.2.1. Для снятия входной характеристики транзистора по схеме с ОЭ Iб = f(Uбэ) при Ек = 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 Iб 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 Uвх осуществлять мультиметром, подключенным к гнездам Х1 и Х11 (^). Интервалы между замерами исследование биполярного и полевого транзистора - student2.ru Uбэ выбирать таким образом, чтобы точнее снять начальный, нелинейный участок входной характеристики. Необходимо снять две входные характеристики Iб = f(Uбэ) при Ек = 0 и Ек = 5 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Iб, мкА
Uкэ = 0 В Uбэ(В)
Uкэ = 5 В Uбэ(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 Uзи относительно истока напряжение, чтобы ток стока был равен 0 (Iс = 0) при максимальном напряжении Uси. 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 Uзиmax до Uзи = 0.

6.1.5. Когда Uзи = 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.

Uзи, В -1,5 -1 -0,5 +0,5 +1 +1,5 +2
Ic, мА                

6.1.7. По данным таблицы 3.3. построить переходную характеристику
Ic = f(Uзи) при Uси = 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 Uси, каждое из которых устанавливается поворотом ручки потенциометра R8 против часовой стрелки.

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

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 Uзи и Uси.

6.2.3. После проверки схемы преподавателем убедиться, что Uзи = 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 Uси в пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного напряжения Uси измерить ток стока Iс. 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 Uзи = 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 Uси в пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного значения напряжения Uси измерить ток Iс. 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 Uзи = -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.

Uзи = 0 Uси, В 0,2 0,4 0,6 0,8
Iс, мА                  
Uзи = 1 В Uси, В                  
Iс, мА                  
Uзи = -1 В Uси, В                  
Iс, мА                  

6.2.13. По данным таблицы 3.4. построить семейство выходных характеристик Ic = f(Uси) при Uзи = 0; 1; -1 В.

6.2.14. По выходным характеристикам определить дифференциальное сопротивление стока для каждого значения Uзи.

7. Содержание отчета.

7.1. Наименование лабораторной работы.

7.2. Цель работы.

7.3. Перечень приборов и оборудования.

7.4. Исследуемые схемы (А1, А2).

7.5. Результаты исследований.

7.5.1. Характеристика:

- выходные Iк = f(Uкэ) при Iб = const для биполярного транзистора; входные Iб = f(Uбэ) при Ек= const;

- переходная Iс = f(Uзи) при Uси = const для полевого транзистора;

- выходная (стоковая) Ic = f(Uси) при Uзи = 0 В; 1 В; -1 В.

7.5.2. Расчеты:

- крутизна S = исследование биполярного и полевого транзистора - student2.ru для полевого транзистора;

- дифференциальное сопротивление стока исследование биполярного и полевого транзистора - student2.ru при трех значениях Uзи для полевого транзистора.

7.6. Выводы по характеристикам.

7.7. Ответы на контрольные вопросы.

8. Контрольные вопросы.

8.1. Что такое h – параметры транзистора?

8.2. Чем определяется ширина канала в полевых транзисторах?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Наши рекомендации