Задание 5. Измерение h-параметров биполярного транзистора на переменном токе (методом малых амплитуд).

Входное сопротивление h ₁₁ транзистора и дифференциальный коэффициент усиления по току h ₂₁ измеряются в режиме короткого замыкания на выходе, а коэффициент обратной связи по напряжению h ₁₂ и выходная проводимость h ₂₂ - в режиме холостого хода на входе (по переменному току).

Собрать схему, представленную на рис. 2. Установить вольтметр и амперметр в режим измерения переменного сигнала (АС). Установить частоту входного сигнала f =1кГц; амплитуду входного сигнала I _mб =0,1 мА; напряжение источника питания Е =10 В; постоянную составляющую тока базы I _б0=0,3 мА; переменную составляющую выходного напряжения U _mкэ = 0 В.

Активизируя схему, измерить амплитудные значения выходного тока I _mк и входного напряжения U _mбэ для трех значений I _б0. Результаты измерений занести в таблицу 2. Затем установить переменную составляющую тока базы I _mб = 0, переменную составляющую напряжения коллектора U _mкэ = 5 В. Измерив U _mбэ и I _mк, рассчитать малосигнальные h -параметры и построить графики h _11э, h _12э, h _21э, h _22э= f (I _б0).

Таблица 2
Режим измерения	I б0, мА	0,2	0,3	0,4
I mб = 0,1 мА U mкэ = 0 В	U mбэ,
I mк, мА
I mб = 0 мА U mкэ = 5 В	U mбэ, мВ
I mк, мА
h 11(Ом) =U mбэ /I mб = U mбэ (мВ) / 0,1(мА)
h 21 = I mк /I mб = I mк (мА) / 0,1(мА)
h 12 =U mбэ / U mкэ = U mбэ (мВ) / 5(В)
h 22(мСм) = I mк / U mкэ = I mк (мА) / 5(В)

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Наименование и цель работы; схемы исследования и таблицы экспериментальных данных и расчетов на их основе.

2. Графики экспериментальных зависимостей h ₁₁, h ₁₂, h ₂₂ ,h ₂₁= f (I _б0).

3. Выводы.

1.1. Биполярный транзистор - полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими выпрямляющими электрическими переходами и тремя выводами. Различают два вида транзисторов p - n - p или n - p - n (рис. 6).

Область транзистора, расположенную между p-n переходами, называют базой. Область транзистора, инжектирующую носители в базу, называют эмиттером. Экстрагирующая носители из базы область называется коллектором.

Особенности устройства транзистора: концентрация примесей в эмиттере больше, чем в базе и коллекторе; площадь коллекторного перехода больше, чем эмиттерного; толщина базы меньше диффузионных длин электронов проводимости и дырок.

1.2. Каждый из p-n переходов может быть смещен либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают четыре режима работы транзистора. В активном режиме транзисторы работают в аналоговых, в частности, в усилительных схемах. Режимы отсечки и насыщения используются в импульсных или цифровых схемах. Инверсный режим используется редко.

1.3. Различают три схемы включения транзистора: с общим эмиттером, с общей базой и общим коллектором. Общим называют электрод, относительно которого измеряют и задают напряжения. Для обозначения напряжений, подаваемых на электроды транзистора, используются двойные индексы. Первый индекс идентифицирует электрод, на который подается напряжение, измеряемое относительно общего электрода, обозначаемого вторым индексом.

1.4. Основные свойства транзистора определяются соотношениями токов и напряжений в различных его цепях и взаимным влиянием их друг на друга. Для рассмотрения свойств и параметров биполярного транзистора принято пользоваться статическими характеристиками, которые зависят от схемы включения. Различают входные , выходные , передаточные и характеристики обратной связи .

Табл.П1
	ОЭ	ОБ	ОК
I1=f(U1), U2 =const	h11	h12
I2=f(U2), I1 =const	h22	h21
Кi	+	―	+

Транзистор можно рассматривать как четырехполюсник, связь между токами и напряжениями в котором представляется нелинейными функциями:

Дифференциалы от этих функций можно записать следующим образом:

где h_ik - частные производные соответствующих величин, выражения для которых можно получить из системы уравнений, полагая поочередно одно из слагаемых равным нулю, т.е. осуществить режим короткого замыкания (КЗ) в выходной цепи и режим холостого хода (ХХ) во входной по переменному току.

На низких частотах, когда емкостные составляющие токов пренебрежимо малы, h –параметры являются действительными величинами и представляют собой дифференциальные параметры, которые можно легко определить по характеристикам. Малые переменные составляющие () на линейном участке характеристики можно рассматривать как малые приращения (). Параметры h ₁₁ и h ₁₂ определяют графоаналитическим методом по входным характеристикам с помощью построений, выполненных, например, на характеристиках в табл. П1 для схем с ОЭ и ОБ. Параметры h ₂₁ и h ₂₂ определяют по выходным характеристикам. Разности между координатами выбранных точек дают приращения токов и напряжений (табл. П.2).

Таблица П.2
Параметр	Физический смысл	Формула	Пример графоаналитического расчета	Примечание
h 11	Входное сопротивление при КЗ выходной цепи			По входной характеристике (для схемы с ОЭ)
h 12	Коэффициент обрат­­­ной связи по напряжению при ХХ во входной цепи			По входным характеристикам (для схемы с ОБ)
h 21	Коэффициент передачи по току при КЗ выходной цепи			По выходнымхарактеристикам (для схемы с ОБ)
h 22	Выходная проводимость при ХХ во входной цепи			По выходной характеристике (для схемы с ОЭ)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: