Что такое статическая характеристика прямой передачи по току как ее построить

Статические характеристики биполярного транзистора

Статические характеристики биполярного транзистора позволяют определить его основные параметры. Статические характеристики зависят от схемы включения транзистора (схема с общей базой или схема с общим эмиттером). Начнём со схемы с общим эмиттером.

Входные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Схема измерения статических характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема измерения статических характеристик в схеме с общим эмиттером

Для снятия входных характеристик биполярного транзистора зафиксируем напряжение на коллекторе. Зависимость тока базы от напряжения на базе и будет входной характеристикой транзистора. Входные характеристики транзистора при нулевом напряжении на коллекторе и при напряжении на коллекторе, равным 5 В, приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Входные характеристики биполярного транзистора

Входная характеристика биполярного транзистора, снятая при нулевом коллекторном напряжении не отличается от вольтамперной характеристики полупроводникового диода, что собственно говоря и не удивительно. Характеристика определяется в основном эмиттерным переходом, так как уровень легирования области коллектора значительно меньше уровня легирования эмиттера.

При увеличении напряжения на коллекторе кроме смещения входной характеристики биполярного транзистора вправо, она становится более пологой. Это означает, что входное сопротивление биполярного транзистора увеличивается. Возрастание входного сопротивления вызвано расширением коллекторного перехода под воздействием запирающего напряжения U_кб, что в свою очередь приводит к уменьшению ширины базовой области транзистора.

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Выходные характеристики биполярного транзистора снимаются при постоянном значении тока базы. Пример семейства выходных характеристик БТ, включенного по схеме с общим эмиттером, приведен на рисунке 3.

Рисунок 3. Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Наклон выходных характеристик определяет выходное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером. Относительно большой наклон этих характеристик (по сравнению со схемой включения транзистора с общей базой) связан с влиянием эффекта модуляции толщины базы (эффект Эрли). При увеличении напряжения U_кэ возрастает напряжение U_кб, что приводит к уменьшению толщины базовой области транзистора, а значит уменьшению тока базы. Для сохранения тока базы на прежнем уровне приходится увеличивать напряжение U_бэ, что приводит к росту I_к.

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОБ

Выходные характеристики биполярного транзистора снимаются при постоянном значении тока базы. Пример семейства выходных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой, приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Выходные характеристики биполярного транзистора

Дата последнего обновления файла 05.12.2020

Понравился материал? Поделись с друзьями!

Вместе со статьей «Статические характеристики биполярного транзистора» читают:

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/

Об авторе:
к.т.н., доц., Александр Владимирович Микушин

Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР СибГУТИ. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания (1982) Новосибирского электротехнического института связи (НЭИС).

А.В.Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре «Сигнал», Научно производственной фирме «Булат». В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи.

Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи «Сигнал-201», авиационной системы передачи данных «Орлан-СТД», отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения.

Источник

Статические характеристики транзистора в схеме ОБ

Лекция 7. Статические характеристики транзисторов

Как было показано в предыдущей лекции, токи в транзисторе зависят от напряжений на всех его выводах. Вольтамперные характеристики транзистора снимают между двумя выводами при фиксированном значении напряжения или тока на третьем, поэтому такие характеристики называются статическими. Изменяя фиксированное значение напряжения или тока, получают семейство статических вольтамперных характеристик, вид которых зависит от схемы включения транзистора. Рассмотрим эти характеристики и схемы для их получения.

Чтобы снять вольтамперные характеристики транзистора в схеме ОБ, необходимо собрать схему, представленную на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема для снятия вольтамперных характеристик транзистора в схеме ОБ

Статические характеристики транзистора бывают входные и выходные. Для схемы ОБ входная характеристика определяется выражением

, (7.1)

. (7.2)

Графики статических характеристик для схемы ОБ представлены на рис. 7.2.

Семейство входных статических характеристик для открытого перехода эмиттер-база напоминает прямую ветвь вольтамперной характеристики диода. До порогового напряжения переход закрыт, и ток не проходит. При U_КБ = 0 переход коллектор-база замкнут накоротко (резистор R2 в нижнем по схеме положении), и не влияет на ток эмиттера I_Э. С увеличением U_КБ происходит уменьшение толщины базы (эффект Эрли), вследствие чего ток эмиттера начинает возрастать. Снижается входное сопротивление транзистора, входная характеристика смещается влево.

Рис. 7.2. Статические характеристики транзистора в схеме ОБ

Семейство выходных статических характеристик для закрытого перехода коллектор-база напоминает обратную ветвь вольтамперной характеристики диода с одним отличием. При U_КБ = 0 и токе эмиттера I_Э > 0 ток коллектора не равен нулю. Это объясняется тем, что в транзистор втекает большой ток эмиттера от источника +Е_ЭБ, вытекает маленький ток базы I_Б, а то, что осталось, поступает в коллектор, и образует ток коллектора I_К, который замыкается через резистор R2. Чтобы ток коллектора прекратился, на коллектор следует подать положительное напряжение относительно базы. Величина этого напряжения определяется по кривым графика, лежащим левее оси нулевого напряжения на коллекторе. В этой области транзистор находится в режиме насыщения.

Согласно основному уравнению токов в транзисторе (6.1), ток коллектора всегда меньше тока эмиттера на величину тока базы. Из графика выходной характеристики видно, что ток коллектора практически не изменяется при увеличении напряжения на коллекторе. Это показывает, что выходное сопротивление транзистора в схеме ОБ высокое. Транзистор по выходу работает в режиме генератора тока.

Источник

Порядок выполнения работы

Общие сведения о биполярных транзисторах

Описание лабораторной установки

В комплект лабораторной установки входят следующие модули: «Транзистор», «Функциональный генератор», «Миллиамперметры», «Модуль мультиметров», «Модуль измерительный». Для наблюдения осциллограмм используется двухканальный осциллограф.

Рисунок – Схема для исследования транзисторов

Передняя панель модуля «Транзисторы» представлена на рисунке. На ней приведена мнемосхема и установлены коммутирующие и регулирующие элементы. На мнемосхеме изображены: биполярный транзистор VT1, полевой транзистор VT2, потенциометр RP1 для изменения напряжения, подаваемого на базу, токоограничивающий резистор R1, резистор нагрузки R2, сопротивление которого изменяется переключателем SA1. Величины сопротивлений, соответствующие положениям переключателя приведены в табл.1.

Основные параметры исследуемого транзистора приведены в табл.2.

Тип транзистора	ВС639
Максимально допустимый ток коллектора, , А	0,5
Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер, , В
Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе, , Вт	0,63
Статический коэффициент передачи тока,	40…160
Максимальное напряжение эмиттер-база, , В

Основными характеристиками биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, являются:

статическая характеристика прямой передачи по току:

при const,

статическая выходная характеристика:

при const,

статическая входная характеристика

Порядок выполнения работы

3.1. Экспериментальное исследование биполярного транзистора

3.1.2. Экспериментальное исследование характеристик биполярного транзистора.

3.1.2.1. Снять статическую характеристику прямой передачи по току при равным заданному значению и . Для этого дополнительно поставить перемычку между гнездами Х1-Х3. Включить «Модуль питания», включить тумблер «Питание» на модуле «Транзисторы». Экспериментальные результаты записать в табл.3. При снятии характеристики следить за постоянством напряжения . = = 11 В

, мкА

, мА

3.1.2.2. Снять характеристику прямой передачи по току при наличии нагрузки. Убрать перемычку между гнездами Х1-Х3. С помощью переключателя SA1 установить заданное значение резистора R2. С помощью потенциометра RP1 установить ток базы, равный нулю, а с помощью потенциометра RP2 установить заданное значение . В дальнейшем ручку регулятора RP2 не трогать. В области вблизи насыщения точки снимать чаще. Экспериментальные результаты записать в табл.4. Выключить тумблер «Питание». Построить экспериментальные характеристики.

, мкА

, мА

3.1.2.3. По построенной в п. 3.1. 2.2 характеристике определить области активного усиления, отсечки и насыщения. Определить максимальный ток при котором еще обеспечивается линейное усиление.

3.1.2.4. Снять выходные статические характеристики транзистора при const. Для этого дополнительно установите перемычку Х1-Х3. Включить питание модуля. Установить потенциометром RP1 . Изменяя напряжение с помощью потенциометра RP2 снять выходные характеристики. Экспериментальные данные занести в табл.5. Повторить измерения еще для двух значений тока базы: и и зарисовать на одном графике выходные характеристики для трех значений тока базы:

; ; .

, В

, мкА

Содержание отчета

1. Как работает биполярный транзистор?

2. Какие существуют схемы включения биполярного транзистора?

3. Каковы требования к входному и выходному сопротивлениям усилителей в схемах включения с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК)?

4. Какова полярность постоянных напряжений, прикладываемых к транзистору n-p-n типа при различных схемах включения?

5. Как выглядят входные и выходные статические характеристики в схеме с общим эмиттером?

6. Что такое статическая характеристика прямой передачи по току? Как ее построить? Как она изменяется при наличии нагрузки? Как ее снять?

7. Как снять статические выходные характеристики?

8. Нарисуйте схему усилительного каскада с общим эмиттером и постройте его временные диаграммы.

9. Что такое рабочая точка покоя и как ее выбрать? Что такое область активного усиления, насыщения, отсечки?

10. Что такое ключевой режим работы транзистора, каковы его особенности?

Источник

Статические характеристики биполярного транзистора

Статические характеристики биполярного транзистора позволяют определить его основные параметры. Статические характеристики зависят от схемы включения транзистора (схема с общей базой или схема с общим эмиттером). Начнём со схемы с общим эмиттером.

Входные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Схема измерения статических характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема измерения статических характеристик в схеме с общим эмиттером

Для снятия входных характеристик биполярного транзистора зафиксируем напряжение на коллекторе. Зависимость тока базы от напряжения на базе и будет входной характеристикой транзистора. Входные характеристики транзистора при нулевом напряжении на коллекторе и при напряжении на коллекторе, равным 5 В, приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Входные характеристики биполярного транзистора

Входная характеристика биполярного транзистора, снятая при нулевом коллекторном напряжении не отличается от вольтамперной характеристики полупроводникового диода, что собственно говоря и не удивительно. Характеристика определяется в основном эмиттерным переходом, так как уровень легирования области коллектора значительно меньше уровня легирования эмиттера.

При увеличении напряжения на коллекторе кроме смещения входной характеристики биполярного транзистора вправо, она становится более пологой. Это означает, что входное сопротивление биполярного транзистора увеличивается. Возрастание входного сопротивления вызвано расширением коллекторного перехода под воздействием запирающего напряжения U_кб, что в свою очередь приводит к уменьшению ширины базовой области транзистора.

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Выходные характеристики биполярного транзистора снимаются при постоянном значении тока базы. Пример семейства выходных характеристик БТ, включенного по схеме с общим эмиттером, приведен на рисунке 3.

Рисунок 3. Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ

Наклон выходных характеристик определяет выходное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером. Относительно большой наклон этих характеристик (по сравнению со схемой включения транзистора с общей базой) связан с влиянием эффекта модуляции толщины базы (эффект Эрли). При увеличении напряжения U_кэ возрастает напряжение U_кб, что приводит к уменьшению толщины базовой области транзистора, а значит уменьшению тока базы. Для сохранения тока базы на прежнем уровне приходится увеличивать напряжение U_бэ, что приводит к росту I_к.

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОБ

Выходные характеристики биполярного транзистора снимаются при постоянном значении тока базы. Пример семейства выходных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой, приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Выходные характеристики биполярного транзистора

Дата последнего обновления файла 05.12.2020

Понравился материал? Поделись с друзьями!

Вместе со статьей «Статические характеристики биполярного транзистора» читают:

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/

Об авторе:
к.т.н., доц., Александр Владимирович Микушин

Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР СибГУТИ. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания (1982) Новосибирского электротехнического института связи (НЭИС).

А.В.Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре «Сигнал», Научно производственной фирме «Булат». В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи.

Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи «Сигнал-201», авиационной системы передачи данных «Орлан-СТД», отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения.

Источник