Міністерство науки і освіти України
Звіт з лабораторної роботи №2
З дисципліни «ЕЛЕКТРОНІКА, МІКРОПРОЦЕСОРНА ТЕХНІКА ТА ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ»
«Дослідження біполярного транзистора»
Виконав студент групи 141-22-1
Єпанченко Ілля Олегович Перевірив:
Халаімов Т. О.
м. Дніпро
2023 рік
Лабораторна робота 2 «Дослідження біполярного транзистора»
Мета роботи: досягти результату навчання: навчитися знімати характеристики, аналізувати процеси, розуміти принцип дії і визначати параметри біполярних транзисторів.
Порядок виконання роботи
Крок 1. Зібрати схему (рис.7) для зняття статичних характеристик приладу.
Електрична схема для зняття характеристик транзистора.
Мультиметр(Амперметр ПС) XMM1 - струм бази транзистора.
Мультиметр(Амперметр ПС) XMM2 - струм колектора транзистора.
Мультиметр(Вольтметр ПС) XMM4 - напруга база-емітер транзистора.
Мультиметр(Вольтметр ПС) XMM5 - напруга колектор-емітер транзистора.
Крок 2. Зняття характеристик транзистора, ввімкненого по схемі з загальним емітером.
Вхідні ВАХ ІБ = f(UБЕ) знятdи при напругах UКЕ = 0 та UКЕ = 5 В. Для цього регулюється значення V1 (відповідно 0V та 5V). Струм бази регулюється резистором R2. Результати вимірювань записати до табл.1.
Таблиця 1
Вихідні ВАХ транзистора ІК = f(UКЕ) зняти при ІБ = const. Показання приладу ( ІК ) записати до табл.2. Для регулювання UКЕ використовується V1
Таблиця 2
Вхідний опір змінному струму
h11E = ∆UБЕ/∆IБ = 0,6 / 0,15 = 4
Коефіцієнт передачі струму бази
h21E = ∆IК/∆IБ = 10 / 0,15 = 66,6
Вихідна провідність
h22E = ∆IК/∆UКЕ = 10 / 3,7 = 2,7
Статичний коефіцієнт підсилення
β = IК/IБ = 40 / 0,2 = 200
Висновок
В ході дослідження біполярного транзистора були досягнуті важливі результати, які допомагають розширити наше розуміння цього електронного пристрою. Під час виконання роботи ми навчилися знімати характеристики біполярних транзисторів і аналізувати процеси їх роботи. Ми зрозуміли принцип дії біполярних транзисторів, їх важливість у сучасних електронних схемах і можливі області їх використання.
Також ми успішно досягли мети дослідження, а саме, ми здобули практичні навички роботи з біполярними транзисторами і вивчили їхні основні характеристики та параметри. Ці знання є важливими для подальших досліджень та розвитку електроніки.
Контрольні запитання
1. Що називають біполярним транзистором (БТ)?
Біполярний транзистор (БТ) - це електронний прилад, який складається з трьох напівпровідникових шарів, які утворюють два переходи P-N-P або N-P-N. Такий транзистор може використовуватися як підсилювач сигналу або як елемент логічного інтегрального схемотехнічного компонента.
2. Яке призначення має біполярний транзистор?
Біполярний транзистор використовується для підсилення або керування електричним сигналом. Його основні функції включають підсилення сигналів у радіоелектроніці, створення логічних вентилів у цифрових схемах, інверсію сигналів, а також використання у великій кількості електронних пристроїв і систем.
3. Приведіть умовне графічне позначення БТ p-n-p типу.
4. Приведіть умовне графічне позначення БТ n-p-n типу.
5. Яку область БТ називають емітером?
Емітер: Це одна з областей біполярного транзистора, звідки носії заряду (електрони або дірки) виходять або "випускаються" у вакуум або напівпровідникову структуру. У N-P-N транзисторі, емітер має тип N, а у P-N-P - тип P.
6. Яку область БТ називають колектором?
Колектор: Це інша область біполярного транзистора, куди входять носії заряду, які виходять з емітера. У N-P-N транзисторі, колектор має тип N, а у P-N-P - тип P.
7. Яку область БТ називають базою?
База: Це третя область біполярного транзистора, яка контролює потік носіїв заряду від емітера до колектора. Сигнал, що подається на базу, впливає на провідність транзистора. У N-P-N транзисторі, база має тип P, а у P-N-P - тип N.
8. Приведіть зв’язок між струмами колектора, емітера і бази БТ.
Зв'язок між струмами колектора (Ic), емітера (Ie) і бази (Ib) у біполярному транзисторі визначається відомим виразом для транзисторного струму:
Ic=β⋅Ib+Icbo
де:
Ic - струм колектора, Ib - струм бази, β - коефіцієнт передачі струму (величина, що визначає, наскільки зміна струму в базі впливає на струм колектора), Icbo - зворотний струм колектора при закритій базі (струм колектора, який протікає через транзистор навіть тоді, коли база замкнена).
9. Приведіть схему вмикання БТ з спільною базою (СБ).
10. Приведіть схему вмикання БТ з спільним емітером (СЕ).
11. Приведіть схему вмикання БТ з спільним колектором (СК).
12. Як визначається коефіцієнт передачі струму α для схеми з СБ?
Коефіцієнт передачі струму α для схеми зі спільною базою (СБ) визначається відношенням струму колектора (Ic) до струму емітера (Ie), тобто:
α =
У схемі зі спільною базою, струм емітера є сумою струму бази (Ib) і струму колектора (Ic), оскільки обидва ці струми входять в емітер. Таким чином, вираз для α може бути виражений як:
α =
Цей коефіцієнт вказує на те, який частка загального струму, що входить в емітер, проходить через колектор. Його значення може бути меншим за одиницю, і це залежить від конкретного транзистора і його робочих умов.
13. Чому дорівнює величини α ?
α =
14. Як визначається коефіцієнт підсилення струму β для схеми з СЕ?
Коефіцієнт підсилення струму β) для схеми зі спільним емітером (СЕ) визначається відношенням струму колектора (Ic) до струму бази (Ib):
β =
Цей коефіцієнт вказує на те, наскільки зміна струму в базі впливає на струм колектора. Зазвичай, значення β для біполярних транзисторів може бути від декількох десятків до кількох сотень.
Важливо враховувати, що значення β може змінюватися в залежності від конкретного транзистора, температури, інших умов експлуатації та параметрів схеми підключення. Тому, при розрахунках і проектуванні схем з біполярними транзисторами, важливо враховувати варіації цього коефіцієнта.
15. Чому дорівнює величина β
β =
= 200