Методические указания Томск 2007 удк 621. 38 (стр. 5 из 9)
Рисунок 12
Рисунок 13
3. Соберите схему (рисунок 14) для снятия семейства выходных характеристик транзистора
. Получение характеристик проводите при условии РК = IК × UКЭ ≤ 100 мВт. 
Рисунок 14
Экспериментальные данные занесите в таблицу 3.
Таблица 3
| UКЭ, В | 1,3 | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 10,0 | 12,0 | 14,0 | 15,0 | Примечание |
| IК, мА | IБ=20 мкА | ||||||||
| IК, мА | IБ=40 мкА | ||||||||
| IК, мА | IБ=60 мкА | ||||||||
| IК, мА | IБ=80 мкА | ||||||||
| IК, мА | IБ=100 мкА |
Следите, чтобы РК = IК × UКЭ ≤ 100 мВт было в любой клетке таблицы!
4. Переберите выходную цепь по схеме (рисунок 15) и снимите часть выходных характеристик при UКЭ<1,2 В. Экспериментальные данные занесите в таблицу 4 (возьмите 5 значений UКЭ в пределах от UКЭmin до UКэmax проведенного исследования).
Таблица 4
| UКЭ, В | UКЭmin | UКЭmax | Примечание |
| IК, мА | IБ=20 мкА | ||
| IК, мА | IБ=40 мкА | ||
| IК, мА | IБ=60 мкА | ||
| IК, мА | IБ=80 мкА | ||
| IК, мА | IБ=100 мкА |
Рисунок 15
5. Переберите выходную цепь по схеме (рисунок 16).
Рисунок 16
Изменяя ток базы в тех же значениях, что и ранее, определите соответствующие значения тока коллектора IК и убедитесь, что ток коллектора сменил знак. Это означает, что выходное семейство ВАХ не проходит через начало координат. Экспериментальные данные занесите в таблицу 5. Полученные экспериментальные данные по п.п. 1-5 используйте для грамотного построения семейств ВАХ биполярного транзистора по схеме ОЭ.
Таблица 5
| IБ, мкА | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | Примечание |
| IК, мкА | UКЭ = 0 |
3.2. Исследование транзистора, работающего
в усилительном режиме
1.[5] Соберите схему (рисунок 17), обеспечивающую введение транзистора в усилительный режим.
Рисунок 17
2. Включите источник питания и установите с помощью вольтметра источника питания Е2=12 В. Изменением Е1 установите рабочую точку на ВАХ транзистора с координатой UКЭ = 6 В и зафиксируйте значение IБ.
3. Изменяя Е1, получите значения
IБ1 = IБ – 10 мкА, IБ2 = IБ + 10 мкА
и соответствующие им значения UКЭ1 и UКЭ2. Используя данные таблицы 1 (при UКЭ = + 5В), определите значения UБЭ1 и UБЭ2. Найдите значения UR4 1 и UR4 2, рассчитайте Р~вх и Р~вых и коэффициент усиления по мощности КР = Р~вых / Р~вх.
4. Верните в схеме значение UКЭ = 6 В, на генераторе Г3-36 установите частоту f = 1 кГц, выход с генератор возьмите с выхода 0,01 его аттенюатора (делителя напряжения).
5. Включите осциллограф в режиме открытого входа (
), проверьте, что потенциометр, регулирующий чувствительность осциллографа, зафиксирован в крайнем правом положении, а переключателем установите чувствительность 2 В/дел. Включите осциллограф и, кратковременно перемкнув его входы, переместите луч на 3 деления вниз от центральной линии. Включите снова потенциальный конец кабеля осциллографа в гнездо 17 и проверьте, что развертка расположилась на центральной линии, которая соответствует UКЭ = +6 В.6. Включите генератор Г3-36, и регулировкой его выхода постепенно увеличивайте входной сигнал нашей схемы. Когда отрицательная полуволна напряжения стала приближаться к нулевому напряжению, на переменном сигнале происходит отсечка «снизу». Зафиксируйте начало такой отсечки, регулируя UВЫХ генератора. Отсечку «снизу» уберите, уменьшая ток базы по сравнению с ранее установленным значением IБ. Разберитесь, почему это происходит.
7. Ручкой регулировки выхода обеспечьте нулевое напряжение с генератора. Изменяя Е1, установите рабочую точку с координатой UКЭ » 8 В. Подавая и увеличивая напряжение генератора, убедитесь, что происходит искажение формы положительных полуволн. Поясните, за счет чего.
8. Необходимо прийти к пониманию, что рабочая точка усилительного режима транзистора в режиме покоя (при отсутствии входного сигнала) должна быть задана так, чтобы на выходе был сигнал максимальной амплитуды и с малыми искажениями формы. Попробуйте сформулировать требования, связывающие параметры рабочей точки транзистора с амплитудой выходного гармонического сигнала.
3.3. Ключевой режим работы транзистора. Статика
1. Соберите схему (рисунок 18), реализующую режим отсечки ключа. Установите Е2 = + 15 В. Включите источник питания и убедитесь, что UКЭ » Е2 и не зависит от напряжения Е1. Определите Е2, UКЭ и IК0. Отсоедините перемычку (72, 10), установите (10, 31) и убедитесь, что при Е1 = 0 (в режиме неглубокой отсечки) ток коллектора практически не изменялся и равен IК0, т.е. транзистор потерял свои усилительные свойства.
2. Установите минимальное значение Е1. Переключить полярность включения Е1 в схему (рисунок 18) с помощью перемычки (72, 31). Включите между гнездами (71,10) миллиамперметр М-832, поставьте Е2 = 10 В и, переключая вольтметр (В7-16 или В7-21, или тестер) в гнезда 14 и 16, изменением Е1 (плавно) добейтесь UБЭ » UКЭ. Зафиксируйте значение IБН.
3. Установите Е2 = 5 В, повторите п. 2 и убедитесь, что ток IБН определяется IКН и b транзистора.
Рисунок 18
4. Снимите зависимость UКЭ н = f (IБ) при разных степенях насыщения транзистора S = IБ / IБН. Убедитесь, что в режиме насыщения при IБ > IБН значительные изменения тока базы приводят к незначительным изменениям UКЭ, т.е. в этом режиме транзистор потерял свои усилительные свойства.
4. Контрольные вопросы
1. Изобразите схемы, с помощью которых можно снять ВАХ транзистора в режимах ОБ и ОЭ.
2. Как определить значения дифференциальных h-па-раметров транзистора в окрестностях рабочей точки?
3. Какие области можно выделить на выходной ВАХ транзистора в схеме ОЭ?
4. При каких напряжениях на переходах транзистора реализуется усилительный режим? Чем он характеризуется?
5. Докажите, что в усилительном режиме транзистор обеспечивает усиление по мощности.
6. Как может выглядеть схема простого усилительного каскада на транзисторе?
7. Что называется режимом покоя и рабочей точкой транзистора?
8. Какими соотношениями связаны между собой токи для усилительного режима транзистора?
9. Чем надо руководствоваться при выборе рабочей точки режима покоя в каскаде для усиления гармонического сигнала?
10. Как ввести биполярный транзистор в режим отсечки?
11. Как доказать, что в режиме отсечки транзистор потерял свои усилительные свойства?
12. Какой схемой замещения можно воспользоваться, если транзистор введен в режим отсечки? Почему?
13. Как ввести транзистор в режим насыщения?
14. Какое соотношение входных токов необходимо реализовать для насыщения транзистора?
15. Как доказать, что насыщенный транзистор также теряет свои усилительные свойства?
5. Требования к отчету
Отчет должен содержать:
- цель работы,
- исследуемые электрические схемы,
- таблицы с результатами измерений, графиками и необходимыми графическими построениями на них,
- расчеты и значения величин, полученных при обработке экспериментальных данных,
- выводы.
Лабораторная работа 1.2.4.
Полевой транзистор (ПТ) как усилительный элемент,
«ключ», генератор тока.
1. Цель работы:
- овладеть методикой снятия семейств ВАХ нелинейного элемента – полевого транзистора (ПТ) и определить основные его параметры;
- сформировать умения монтажа и анализа схем, использующих ПТ в различных его применениях;
- освоить навыки представления и обработки результатов эксперимента.
2. Краткие сведения по подготовке к лабораторной работе
Полевые транзисторы - это управляемые элементы, особенностью которых является практически нулевая мощность управления в статическом состоянии. Это означает, что в отличие от биполярных транзисторов ток управления полевых транзисторов мал, и можно считать, что они управляются напряжением (электрическим полем) - отсюда название “полевые”. Технология полевых транзисторов обеспечивает значительно большую плотность элементов в 1 мм3, что позволяет создавать микросхемы огромной функциональной сложности (однокристальные ЭВМ).