Дослідження динамічних характеристик біполярних транзисторів - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника лабораторная работа
![](/file/c17a668ccb7333e986a5a.jpg)
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Дослідження динамічних характеристик біполярних транзисторів
Принцип роботи біполярного транзистора, його вхідна та вихідна характеристики. Динамічні характеристики транзистора на прикладі схеми залежності напруги живлення ЕЖ від режиму роботи транзистора. Динамічний режим роботи біполярного транзистора.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Тернопільській національний технічний університет
Кафедра комп'ютерних систем та мереж
Підготовка до лабораторної роботи №3
«Дослідження динамічних характеристик біполярних транзисторів»
З дисципліни «Фізична електроніка та мікроелектроніка»
Дослідження динамічних характеристик біполярних транзисторів
Метою роботи є дослідження характеристик біполярного транзистора в навантажувальному режимі.
Біполярний транзистор - це напівпровідниковий елемент, принцип дії якого полягає на фізичних процесах, що протікають в об'ємі провідника з двома p-n-переходами. В біполярному транзисторі може бути різна кількість переходів між областями. Найбільш поширеними є транзистори із двома n-p-переходами (або p-n-перехід), що називаються біполярними, так як їх робота базується на використанні обох типів носіїв заряду.
Біполярний транзистор представляє собою пластину германію або кремнію або іншого напівпровідника в яку встроєні три області із різною електропровідністю. Середня область називається базою. Одна крайня емітером, друга колектором.
Розглянемо фізичний процес дії одновимірної біполярної структури n-p-n-типу. На емітерний перехід подаємо пряму напругу, на колекторний перехід - зворотню напругу, в результаті емітерний перехід буде інжектувати неосновні носії в базу. В базі частина електронів рекомбінує формуючи IБ, а інша частина електронів під дією електричного поля яке створюється напругою UКБ переходить в колектор:
Для того щоб отримати найбільший IЕ необхідно зменшити потік дірок з бази в емітер, та рекомбінацію зарядів в області емітерного переходу. Цього можна досягти шляхом збільшення концентрації легуючої домішки в області емітера і зменшення в області бази. Крім того зменшення IБ можна одержати при умові, що ширина бази буде значно меншою ніж дифузійна довжина проникнення електронів.
Біполярний транзистор може працювати у трьох режимах в залежності від напруги на його переходах :
а) активний - режим, коли на емітерному переході напруга пряма, а на колекторному зворотня;
б) режим відсічки або запирання - це режим, який досягається подачею зворотної напруги на обидва переходи;
в) режим насичення - на обидва переходи подається пряма напруга.
Основним режимом є активний. В схемах із транзисторами, як правило використовується два кола: вхідне і вихідне. Розглянемо, як працює транзистор типу n-p-n в режимі без навантаження при включенні тільки джерел живлення. Полярність джерел живлення така, що на емітерному переході напруга пряма, а на колекторному - зворотня. Тому опір емітерного переходу малий. І для отримання нормального струму в цьому переході досить напруги емітера Е1, що складає десяті долі вольта. Опір колекторного переходу великий, тому напруга емітера Е2 рівна 1В.
Біполярний транзистор незалежно від його структури можна використати в якості підсилювача напруги, струму або потужності, тобто вхідний сигнал, який потрібно підсилити, подають на два електроди, а вихідний знімають з двох електродів. При цьому один електрод буде загальним для вхідного і вихідного сигналів. Він і буде визначати схему включення транзистора (із спільною базою, емітером чи колектором).
Загальна кількість параметрів, яка можлива, і, яка характеризує властивості біполярного транзистора і режими роботи може бути більшою, як 500-700. Тому був визначений мінімум основних параметрів які дозволяють вести розрахунок переважної більшості схем:
1) максимальна t переходу і мінімальна t переходу Tn.max і Tn.min;
2) максимальна P розсіювання і максимальна P розсіювання в імпульсі;
3) максимально допустима напруга переходу колектор-емітер;
4) максимально допустима напруга переходу база-емітер;
Основними характеристиками, що характеризують принцип роботи біполярного транзистора є його вхідна та вихідна характеристики. Ці характеристики відносяться до статичних характеристик біполярного транзистора.
Статичні характеристики транзистора відбивають залежність між струмом і напругою у вхідних і вихідних колах біполярного транзистора. Вхідна статична характеристика - це залежність вхідного струму від вхідної напруги кола транзистора. Вихідна статична характеристика - це залежність вихідного струму від вихідної напруги кола транзистора.
Транзистор у вихідній характеристиці вступає у зону насичення через те, що струм виходу мало залежить від вихідної напруги кола транзистора. Основну частину приросту вихідного струму складає приріст вхідного струму. Оскільки на вихідній характеристиці Iвх =const, то немає приросту вихідного струму, а отже транзистор працює в режимі насичення.
На практиці найчастіше використовують змішані параметри, що характеризують роботу біполярного транзистора за допомогою вхідної та вихідної статичних характеристик. Вони позначаються - h або H. Назва змішані дана тому, що серед них є дві відносні величини - вхідний опір і провідність. Дві величини із H-параметрів визначають при короткому замиканні для змінного струму на виході, тобто при відсутності навантаження у вхідному колі. У цьому випадку на вихід транзистора подається тільки постійна напруга (U2вих =const). Інші два параметри визначають при розімкнутому для змінного струму вихідному колі, тобто коли на вхід транзистора подається тільки постійний струм (I1 =const).
а) вхідний опір - позначається буквою H11 і визначається:
H11 = ?U1/?I1 при U2 =const (2.2)
Він є опором між вхідними клемами для змінного вхідного струму при короткому замиканні на виході, тобто при відсутності змінної вихідної напруги. При такій умові зміна вхідного струму є результатом зміни вхідної напруги.
б) коефіцієнт зворотнього зв'язку по напрузі - позначається H12 і визначається:
H12 = ?U1/?U2 при I1 =const (2.3)
H12 показує яка частина вихідної змінної напруги передається на вхід транзистора внаслідок наявності в ньому внутрішнього зворотнього зв'язку. Умова I1 =const означає, що у вхідному колі немає змінного струму і, що зміна U1 залежить тільки від зміни U2. В транзисторі завжди є від'ємний зворотній зв'язок, за рахунок того, що електроди з'єднані між собою електрично та за рахунок деякого опору бази.
в) коефіцієнт підсилення по струму - позначається H21 і визначається, як відношення:
H21 = ?I2/?I1 при умові, що U2вих =const (2.4)
Цей коефіцієнт показує підсилення змінного струму транзистора в режимі без навантаження. Умова U2 =const означає, що зміна вихідного струму I2 залежить тільки від зміни Iвх. Власне тоді коефіцієнт H21 буде характеризувати підсилення струму транзистора.
г) вихідна провідність - позначається H22. Це є відношення між собою вихідних параметрів:
H22 = ?I2/?U2 при I1 =const (2.5)
Це є внутрішня провідність для змінного струму між вхідними електродами транзистора. I2 повинен змінюватися тільки під впливом вихідної змінної напруги.
Динамічним режимом роботи біполярного транзистора є режим, при якому у вихідне коло транзистора включене навантаження. Динамічні характеристики біполярного транзистора відрізняються від статичних наявністю навантажувальної прямої. Для побудови цієї прямої вибирається середня точка - точка на осі струмів. Середню точку вибирають за таким принципом: для того щоб побудувати динамічні характеристики використовують схему, яка показана на рис.2.1:
Живлення в цій схемі подається тільки з одного джерела. Напруга на емітерний перехід подається через резистор RБ. Робочу точку вибирають при умові, що напруга на резисторі навантаження RН не спадає і на колекторі ми маємо максимальний струм. Другу точку на осі струмів вибирають, прирівнюючи вихідну напругу кола транзистора до нуля. Маючи дві точки будують навантажувальну пряму. Режим роботи біполярного транзистора залежить від напруги живлення ЕЖ, опору колектора або навантаження RН і вхідного струму бази IБ при
де IК - струм колектора; RК - опір навантаження. Струм колектора рівний нулю, якщо UКЕ = ЕЖ - точка А. Напруга UКЕ=0, якщо UКЕ =0, то IК = ЕЖ/RК - точка D. Лінія АВ - лінія навантаження. При IБ=0 (точка Б) - транзистор працює в режимі відсічки, точка В відповідає активному режиму, а точка С - режиму насичення. Все це і характеризує роботу біполярного транзистора при постійному струмі. Біполярний транзистор, як підсилювальний елемент характеризується такими основними параметрами:
а) коефіцієнт передачі транзистора по струму - це відношення деякої зміни вихідного струму до викликавши цю зміну деякої зміни вхідного струму.
б) коефіцієнт передачі транзистора по напрузі - це відношення деякої зміни вихідної напруги до викликавши цю зміну деякої зміни вхідної напруги
де ?Uвих - зміна вихідної напруги; ?Uвх - зміна вхідної напруги.
в) коефіцієнт підсилення потужності в транзисторі:
1. Використовуючи пакет прикладних програм Electronics Workbench склав схему залежності напруги живлення ЕЖ від режиму роботи транзистора за рис.2.1.
2. Ознайомився із принципом роботи даної схеми.
3. Зняв динамічні характеристики транзистора на прикладі схеми залежності напруги живлення ЕЖ від режиму роботи транзистора.
4. Побудував вольт-амперну характеристику даної схеми.
5. Побудував лінію навантаження на ВАХ даної схеми.
Висновок: на цій лабораторній роботі я досліджував характеристики біполярного транзистора в навантажувальному режимі.
Будова біполярного транзистора, принцип його дії, класифікація, режими (активний, відсічення, насичення, інверсний й ключа), статичні і диференціальні характеристики. Схеми включення БТ з базою, емітером і колектором. Розрахунок електричних ланцюгів з БТ. курсовая работа [614,1 K], добавлен 06.05.2015
Тунельний механізм переходу носіїв заряду. Розрахунок параметрів випрямного діода і біполярного транзистора, статичних характеристик польового транзистора з керуючим переходом. Визначення залежності генераційного струму p-n переходу від зворотної напруги. курсовая работа [902,9 K], добавлен 23.01.2012
Дослідження характеру залежності струму колектора від напруги на колекторно-емітерному переході і струму бази для вихідних вольт-амперних характеристик транзистора. Використання досліджуваного транзистора 2Т909Б у широкосмугових підсилювачах потужності. контрольная работа [1,0 M], добавлен 31.07.2010
Розгляд будови та принципу роботи ключів на прикладі біполярного транзистора із спільним емітером. Вивчення особливостей МДН-транзисторів із резистивним, динамічним та комплементарним навантаженням. Аналіз режимів автоколивального мультивібратора. реферат [509,5 K], добавлен 30.01.2010
Призначення, характеристики, основні вимоги до проектування та вибір режиму роботи резонансного підсилювача потужності. Вибір транзистора та схеми підсилювача, вольт-амперні характеристики транзистора. Схема резонансного підсилювача та його розрахунок. курсовая работа [87,2 K], добавлен 30.01.2010
Дослідження характеристик та роботи напівпровідникового діоду, біполярного транзистора, напівпровідникового тиристора, фоторезистора, операційного підсилювача, мультивібраторів, логічних інтегральних схем, малопотужних випрямлячів і згладжуючих фільтрів. методичка [5,3 M], добавлен 02.12.2010
Принципова відмінність польових транзисторів від біполярних. Фізичні фактори,відповідальні за нелінійність ВАХ. Опір ділянки кола стік-витік транзистора у відкритому стані при концентрації донорів в каналі Nd. курсовая работа [119,0 K], добавлен 08.08.2007
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Дослідження динамічних характеристик біполярних транзисторів лабораторная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Мелиорация водосборов
Курсовая работа: Энергозависимость стран Европейского союза
Лабораторная Работа Строение Раковины Моллюсков
Контрольная работа: Взгляды Ф Аквинского М Сперанского и Л Петражицкого на вопросы права
Реферат: Планирование на предприятии 22
Курсовая работа по теме Организация и перспективы развития стратегического менеджмента в современной организации
Пособие по теме История и методология лингвистики
Реферат: Культура Казахстана: традиции, обычаи и обряды. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая Работа Деньги Кредит Банки Анализ Организации
Реферат Хранение И Защита Библиотечного Фонда
Реферат: Денежные потоки предприятия и оценка финансовых результатов
Реферат по теме Исторический обзор основных этапов развития химии
Сочинение На Один День Лета
Реферат: Abraham Maslow Essay Research Paper Damian Duguid
Между Прошлым И Будущим Примеры Сочинений
Реферат по теме Физиология и биохимия подсолнечника в условиях Забайкалья
Дипломная работа по теме Создание электронного учебника по дисциплине 'Численные методы'
Зигмунд Фрейд Реферат По Философии
Курсовая работа по теме Координационные способности юных дзюдоистов
Реферат На Тему Место И Роль Религии В Духовном Опыте Человека И Человечества
Міжнародні та національні стандарти бухгалтерського обліку - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Объект преступления - Государство и право курсовая работа
The concept of european citizenship in treatment of the court of the European Union - Государство и право реферат