Scheme de dispozitive de măsurare a parametrilor tranzistorilor. Măsurarea parametrilor principali ai elementelor radio și verificarea performanței acestora

Pentru fabricarea de echipamente de înaltă calitate, circuite de măsurare și de înaltă precizie, este adesea necesar să se selecteze elemente radio cu parametri aceiași sau, eventual, mai apropiați. Mai jos sunt scheme simple pentru măsurarea parametrilor principali ai elementelor utilizate în mod obișnuit ale circuitelor radio, cu care puteți măsura:
- caracteristicile curent-tensiune ale diodelor, inclusiv foto-, lumină, tunel și diode inversate (în domeniul tensiunilor 0 ... 4,5 V și curenți 1 μA ... 0,5 A);
- curenții colector invers și direct și curentul de bază al tranzistoarelor bipolare;
- curent de scurgere, curent de dren inițial, tensiune poartă-sursă și tensiune de tăiere a tranzistoarelor cu efect de câmp;
- curent prin tiristor în stare deschisă și închisă, curentul prin tranziția de control și tensiunea pe acesta, care deschide tiristorul la o tensiune anodă de 4,5V;
- curent şi tensiune interbază la emiţătorul tranzistoarelor unijoncţiuni.

Pe măsură ce sunt folosite instrumente de măsurare, indicator sau instrumente digitale de măsurare (microampermetru și voltmetru), puteți utiliza un tester convențional. Bateria este o baterie de 4,5 V sau o sursă de alimentare stabilizată cu o astfel de tensiune.

Figura 1 prezintă o metodă de măsurare a curentului invers al joncțiunii colectorului (Ikbo) a unui tranzistor n-p-n. Pentru tranzistoarele cu structură inversă, polaritatea sursei de alimentare și includerea microampermetrului ar trebui schimbate. Rezistorul R1 este necesar pentru a limita curentul la o joncțiune întreruptă pentru a proteja dispozitivul de măsurare de curenți mari. Acest circuit vă permite, de asemenea, să verificați curentul invers al diodei, caracteristicile luminii ale fotodiodei, curentul invers al joncțiunii p-n a tranzistorului cu efect de câmp și să măsurați curentul de scurgere al condensatorului:

Fig 1. Măsurarea Ikbo

Figura 2 prezintă un circuit pentru măsurarea curentului de bază, a curentului continuu prin joncțiunea p-n și a tensiunii pe ea pentru diode și tiristoare. Rezistorul R3 setează curentul de bază necesar (aproximativ) și cu R4 exact. Dacă aveți la dispoziție un singur dispozitiv de măsurare (tester), atunci după stabilirea curentului de bază necesar, în loc de un microampermetru, echivalentul acestuia este pornit (rezistorul R1, afișat printr-o linie punctată), iar testerul este pornit ca un al doilea dispozitiv - un voltmetru. Rezistorul R2, ca și în primul circuit, limitează curentul prin dispozitiv atunci când joncțiunea elementului măsurat este întreruptă.

Fig 2. Măsurătoarea Ib

Figura 3 prezintă un circuit pentru măsurarea curentului de colector al unui tranzistor. Dacă este necesar să se măsoare tensiunea dintre colectorul și emițătorul tranzistorului sau anodul și catodul tiristorului, atunci în loc de un microampermetru, rezistența echivalentă R2 este pornită, iar dispozitivul de măsurare este pornit conform circuitului. ca un voltmetru.

Fig 3. Măsurarea Ik

Figura 4 arată cum se măsoară caracteristicile tranzistoarelor cu efect de câmp. În poziția inferioară a cursorului rezistorului R1 conform diagramei, puteți măsura curentul de scurgere inițial al tranzistorului cu efect de câmp sau curentul interbază al tranzistorului unijoncție în stare închisă. Rezistența interbază poate fi calculată, dacă este necesar, împărțind tensiunea bateriei (4,5V în acest caz) la curentul interbază măsurat. Într-o anumită poziție a motorului R1, curentul de scurgere al tranzistorului cu efect de câmp va deveni egal cu zero (trebuie să măsurați la cea mai inferioară limită de măsurare a testerului sau voltmetrului utilizat!). În acest caz, voltmetrul „2” va afișa tensiunea de întrerupere a tranzistorului.

Fig 4. Tranzistoare cu efect de câmp și unijuncție

O modalitate simplă de a verifica performanța unui tiristor

Folosind un circuit simplu, puteți verifica performanța tiristorului pe AC și DC.

Fig 5. Circuitul de testare a tiristoarelor

S1 - buton pentru inchidere fara fixare. Ca diodă VD1, puteți utiliza orice diodă redresoare de putere medie (D226, KD105, KD202, KD205 etc.). Lampă - de la o lanternă sau orice una de dimensiuni mici pentru o tensiune de 6 - 9 V. În loc de o lampă, puteți, desigur, să porniți testerul (în modul de măsurare curent până la 1 A).

Transformatorul este de putere mică, cu o tensiune pe înfășurarea secundară de la 5 la 9 V.
Test AC: Setați S2 în poziția „1”. De fiecare dată când este apăsat S1, lampa ar trebui să se aprindă, să se stingă când este eliberată;
Test DC: Setați S2 în poziția „3”. Când este apăsat S1, lampa se aprinde și rămâne aprinsă când butonul este eliberat. Pentru a-l opri, adică pentru a „închide” tiristorul, trebuie să eliminați tensiunea de alimentare prin comutarea S2 în poziția „2”.

Dacă tiristorul este defect, atunci lampa va arde constant sau nu se va aprinde deloc.

În fig. 9. Este un generator de frecvență audio, care, cu un tranzistor de lucru VT, este excitat, iar emițătorul HA1 reproduce sunetul.

Orez. 9. Circuitul unui tester de tranzistori simplu

Aparatul este alimentat de o baterie de tip 3336L GB1 cu o tensiune de 3,7 până la 4,1 V. Ca emițător de sunet este folosită o capsulă telefonică de înaltă rezistență. Dacă este necesar, verificați structura tranzistorului n-p-n inversează doar polaritatea bateriei. Acest circuit poate fi folosit și ca dispozitiv de semnalizare sonoră, controlat manual de butonul SA1 sau de contactele oricărui dispozitiv.

2.2. Dispozitiv pentru verificarea stării de sănătate a tranzistorilor

Kirsanov V.

Cu acest dispozitiv simplu, puteți verifica tranzistoarele fără a le lipi de la dispozitivul în care sunt instalate. Trebuie doar să opriți alimentarea acolo.

Schema schematică a dispozitivului este prezentată în fig. 10.

Orez. 10. Diagrama unui dispozitiv pentru verificarea stării de sănătate a tranzistorilor

Dacă bornele tranzistorului V x testat sunt conectate la dispozitiv, acesta, împreună cu tranzistorul VT1, formează un circuit multivibrator simetric cuplat capacitiv, iar dacă tranzistorul este în stare bună, multivibratorul va genera oscilații de frecvență audio, care, după amplificare de către tranzistorul VT2, va fi reprodus de emițătorul de sunet B1. Folosind comutatorul S1, puteți modifica polaritatea tensiunii furnizate tranzistorului testat în funcție de structura acestuia.

În locul vechilor tranzistoare cu germaniu MP 16, puteți folosi siliciu modern KT361 cu orice index de litere.

2.3. Tester de tranzistori de putere medie până la mare

Vasiliev V.

Folosind acest dispozitiv, este posibil să se măsoare curentul invers al colectorului-emițător al tranzistorului I KE și coeficientul de transfer de curent static într-un circuit cu un emițător comun h 21E la diferite valori ale curentului de bază. Dispozitivul vă permite să măsurați parametrii tranzistorilor ambelor structuri. Schema de circuit a dispozitivului (Fig. 11) prezintă trei grupuri de terminale de intrare. Grupurile X2 și X3 sunt concepute pentru a conecta tranzistoare de putere medie cu aranjamente diferite de pini. Grupa XI - pentru tranzistoare de mare putere.

Butoanele S1-S3 setează curentul de bază al tranzistorului testat: 1,3 sau 10 mA Comutatorul S4 poate modifica polaritatea conexiunii bateriei în funcție de structura tranzistorului. Dispozitivul indicator PA1 al sistemului magnetoelectric cu un curent total de deviație de 300 mA măsoară curentul colectorului. Dispozitivul este alimentat de o baterie de tip 3336L GB1.

Orez. unsprezece. Circuit de testare a tranzistorilor de putere medie și mare

Înainte de a conecta tranzistorul testat la unul dintre grupurile de terminale de intrare, trebuie să setați comutatorul S4 în poziția corespunzătoare structurii tranzistorului. După conectarea acestuia, dispozitivul va afișa valoarea curentului invers colector-emițător. Apoi unul dintre butoanele S1-S3 pornește curentul de bază și măsoară curentul de colector al tranzistorului. Coeficientul de transfer al curentului static h 21E este determinat prin împărțirea curentului măsurat al colectorului la curentul de bază setat. Când joncțiunea este întreruptă, curentul colectorului este zero, iar când tranzistorul este întrerupt, lămpile indicatoare H1, H2 de tip MH2,5–0,15 se aprind.

2.4. Tester de tranzistori cu indicator cadran

Vardashkin A.

La utilizarea acestui dispozitiv, este posibil să se măsoare curentul de colector invers I al OBE și coeficientul de transfer al curentului static într-un circuit cu un emițător comun h 21E de tranzistoare bipolare de putere mică și mare a ambelor structuri. Schema schematică a dispozitivului este prezentată în fig. 12.

Orez. 12. Diagrama unui tester de tranzistori cu un indicator cadran

Tranzistorul testat este conectat la bornele dispozitivului, în funcție de locația bornelor. Comutatorul P2 setează modul de măsurare pentru tranzistoarele de putere mică sau de mare putere. Comutatorul PZ modifică polaritatea bateriei în funcție de structura tranzistorului controlat. Comutatorul P1 pentru trei poziții și 4 direcții este utilizat pentru a selecta modul. În poziţia 1, curentul de colector invers I al OBE este măsurat cu circuitul emiţătorului deschis. Poziția 2 este utilizată pentru a seta și măsura curentul de bază I b. În poziţia 3 se măsoară coeficientul de transfer de curent static în circuitul cu emiţător comun h 21E.

La măsurarea curentului invers al colectorului de tranzistoare puternice, șuntul R3 este conectat în paralel cu dispozitivul de măsurare PA1 prin comutatorul P2. Curentul de bază este stabilit de un rezistor variabil R4 sub controlul unui dispozitiv pointer, care, cu un tranzistor puternic, este, de asemenea, șuntat de rezistența R3. Pentru măsurătorile coeficientului de transfer de curent static cu tranzistoare de putere mică, microampermetrul este șuntat de rezistența R1, iar la cele puternice de rezistența R2.

Circuitul de testare este proiectat pentru a fi utilizat ca dispozitiv indicator al unui microampermetru de tip M592 (sau oricare altul) cu un curent total de abatere de 100 μA, zero la mijlocul scalei (100-0-100) și o rezistență a cadrului de 660 ohmi. Apoi conectarea unui șunt cu o rezistență de 70 ohmi la dispozitiv oferă o limită de măsurare de 1 mA, o rezistență de 12 ohmi - 5 mA și 1 ohm - 100 mA. Dacă utilizați un dispozitiv indicator cu o valoare diferită a rezistenței cadrului, va trebui să recalculați rezistența șunturilor.

2.5. Tester de tranzistori de putere

Belousov A.

Acest dispozitiv vă permite să măsurați curentul de colector-emițător invers I KE, curentul de colector invers I OBE, precum și coeficientul de transfer de curent static într-un circuit cu un emițător comun h 21E de tranzistoare bipolare puternice ale ambelor structuri. Schema de circuit a testerului este prezentată în fig. 13.

Orez. 13. Schema schematică a unui tester de tranzistori de putere

Ieșirile tranzistorului testat sunt conectate la bornele ХТ1, ХТ2, ХТЗ, marcate cu literele „e”, „k” și „b”. Comutatorul SB2 este utilizat pentru a comuta polaritatea sursei de alimentare în funcție de structura tranzistorului. Întrerupătoarele SB1 și SB3 sunt utilizate în procesul de măsurare. Butoanele SB4-SB8 sunt concepute pentru a modifica limitele de măsurare prin schimbarea curentului de bază.

Pentru a măsura curentul invers colector-emițător, apăsați butoanele SB1 și SB3. În acest caz, baza este oprită de contactele SB 1.2, iar derivația R1 este oprită de contactele SB 1.1. Atunci limita de măsurare a curentului este de 10 mA. Pentru a măsura curentul invers al colectorului, deconectați ieșirea emițătorului de la terminalul XT1, conectați ieșirea bazei tranzistorului la acesta și apăsați butoanele SB1 și SB3. Deviația completă a indicatorului corespunde din nou unui curent de 10 mA.

Pentru tranzistoarele cu structura p-p-p, polaritatea pornirii bateriei de alimentare GB și a dispozitivului de măsurare RA trebuie inversată.

Curentul colector invers Ikbo este măsurat la o tensiune inversă dată la joncțiunea colector p-n și emițătorul este oprit (Fig. 57, a). Cu cât este mai mic, cu atât este mai mare calitatea joncțiunii colectorului și stabilitatea tranzistorului.

Parametrul h21e, care caracterizează proprietățile de amplificare ale tranzistorului, este definit ca raportul dintre curentul colector Ik și curentul de bază Ib care l-a cauzat, (Fig. 57, b), adică h2le ~ Ik / Iv. Cu cât valoarea numerică a acestui parametru este mai mare, cu atât este mai mare amplificarea semnalului pe care o poate oferi tranzistorul.

Pentru a măsura acești doi parametri principali ai tranzistoarelor bipolare de putere mică, se poate recomanda să se facă un prefix într-un cerc la avometrul auto-realizat descris mai sus. Schema unui astfel de prefix este prezentată în Fig. 58, a. Tranzistorul V testat este conectat prin cabluri de electrozi la bornele corespunzătoare „E”, „B” și „K” ale atașamentului, conectate (prin bornele XI, X2 și conductori cu mufe unipolare la capete) cu un miliampermetru de un avometru, pornit pentru o limită de măsurare de „1 mA”. Comutatorul S2 este setat preliminar în poziția corespunzătoare structurii tranzistorului testat. Când verificați un tranzistor al structurii p-r-p cu „Common”. avometrul este conectat la terminalul XI al atașamentului (ca în Fig. 58, a), iar la verificarea tranzistorului structurii p-n-p se conectează terminalul X2.

Prin setarea comutatorului S1 în poziția „I KBO”, se măsoară mai întâi curentul invers al joncțiunii colectorului, iar apoi, prin comutarea comutatorului S1 în poziția „h21e”, se măsoară coeficientul de transfer al curentului static. Abaterea indicatorului instrumentului pe scara maximă la măsurarea parametrului I KB0 va indica o defecțiune a joncțiunii colectorului tranzistorului testat.

Parametrul h21e este măsurat la un curent de bază fix, limitat de rezistența R1 la 10 μA. În acest caz, tranzistorul se deschide și în circuitul său colector (inclusiv printr-un miliampermetru) curge un curent proporțional cu coeficientul h21e. Dacă, de exemplu, dispozitivul fixează un curent de 0,5 mA (500 μA), atunci coeficientul h21e al tranzistorului testat va fi 50 (500: 10 = 50). Un curent de 1 mA (abaterea acului instrumentului până la capătul scalei), prin urmare, corespunde unui coeficient h21e egal cu 100. Dacă acul instrumentului iese din scară, miliampermetrul avometrului trebuie comutat la următorul curent limita de măsurare - „10 mA”. În acest caz, întreaga scară a dispozitivului va corespunde unui coeficient h21e egal cu 1000, iar fiecare zecime din acesta va corespunde cu 100.

Rezistorul R2, care limitează curentul din circuitul de măsurare la 3 mA, este necesar pentru a preveni deteriorarea dispozitivului de măsurare din cauza defecțiunii tranzistorului testat.
Un posibil design al atașamentului este prezentat în Fig. 58b. Pentru panoul frontal, cu dimensiunea de aproximativ 130X75 mm, este indicat să folosiți foi de getinax sau textolit de 1,5-2 mm grosime.

Cleme „E”, „B” și „K> pentru conectarea bornelor tranzistorului de tip „crocodil”. Comutatorul pentru tipul de măsurători S1 este un comutator basculant TP2-1, structura tranzistorului S2 este TP1-2. Bateria de putere GB1 - 3336L sau compusă din trei elemente 332 este montată pe panou de jos, iar acolo sunt montate și rezistențele de limitare R1 și R2. Clemele (sau prizele) pentru conectarea atașamentului la avometru sunt plasate în orice loc convenabil, de exemplu, pe peretele lateral din spate al cutiei. Pe partea de sus a panoului este lipită o scurtă instrucțiune pentru lucrul cu accesoriul de măsurare. Puteți verifica performanța și evalua proprietățile de amplificare ale tranzistoarelor de putere medie și mare folosind un dispozitiv simplu, al cărui circuit este prezentat în Fig. 59. Tranzistorul V testat este conectat la bornele corespunzătoare electrozilor săi. În acest caz, ampermetrul RA1 este conectat la circuitul colector al tranzistorului pentru curentul deflexiunii totale a săgeții 1A, iar unul dintre rezistențele R1-R4 este conectat la circuitul de bază. Rezistențele rezistențelor sunt selectate astfel încât curentul circuitului de bază al tranzistorului să poată fi setat egal cu 3, 10, 30 și 50 mA. Astfel, testul tranzistorului se efectuează la curenți fix în circuitul de bază, setați de comutatorul S1. Sursa de alimentare este formată din trei elemente 373 conectate în serie sau un redresor de joasă tensiune care furnizează o tensiune de 4,5 V la un curent de sarcină de până la 2A.

Valoarea numerică a coeficientului de transfer de curent static al tranzistorului testat este determinată ca raport dintre curentul colectorului și curentul de bază care l-a cauzat. De exemplu, dacă comutatorul S1 este setat la un curent de bază de 10 mA, iar ampermetrul PA 1 înregistrează un curent de 500 mA, atunci coeficientul h21e al acestui tranzistor este 50 (500: 10 = 50).

Designul unui astfel de dispozitiv - un tester de tranzistori este arbitrar. Poate fi realizat ca atașament la un avometru, al cărui ampermetru este proiectat să măsoare curenți continui de până la câțiva amperi.

Este necesar să verificați tranzistorul cât mai curând posibil, deoarece deja la un curent de colector de 250 ... 300 mA începe să se încălzească și, prin urmare, să introducă erori în rezultatele măsurătorii.

7. În fig. 4 pentru R-n-R-tranzistor care arată fluxurile de injecție, recombinare
și extracție
. În diagrama benzii de energie, toate „curg” în banda de valență a tranzistorului. Aceste fluxuri creează un curent emițător de gaură și colecționar , deoarece un flux de electroni se repezi în bază din circuitul extern
(curent curge de la bază), compensând pierderea de electroni de bază liberi care au dispărut în procesul de recombinare cu găuri
, Asa de
.

curent emițător este în esență curentul direct al unei diode semiconductoare cu un singur capăt R-n-tranzitie (vezi pct. 6 din lucrarea nr. 44) si este determinata de formula

Unde este curentul emițătorului găurii termice, determinat de flux
prin EP:
- sarcina elementara; - tensiunea de polarizare directă a EP (parts 1V);
- coeficientul de difuzie a orificiilor din baza; - pătrat R-n-tranziție.

Rezistența dinamică (diferențială) a joncțiunii emițătorului este invers proporțională cu curentul emițătorului

iar la
Și
egală
.

Curentul colectorului contine doua componente. Unul dintre ele este curentul obișnuit al unei diode semiconductoare cu un singur capăt R-n- o tranziție când tensiunea este repornită (a se vedea clauza 7 a lucrării nr. 44) și este determinată de formula

Unde
- curentul de gaură termică a colectorului, determinat de debit
prin CP;
Și
. Valoarea caracteristică a curentului termic la T\u003d 300K 2-5 μA pentru germaniu și 0,01 - 0,1 μA pentru tranzistoarele cu siliciu. La fiecare crestere de temperatura cu 10°C, curentul termic se dubleaza practic. Deoarece dependența sa de temperatură (generarea termică a găurilor ) este foarte puternic, atunci acest curent are un efect destabilizator asupra funcționării tranzistorului. În formula (4) curent îndreptat spre bază, curent
trimis de la bază la colector. A doua componentă a curentului tranzistorului este curentul de extracție
determinat din condiția (1):
, Asa de

În formula (6), componenta principală este curentul
, deoarece
.

Rezistența dinamică a joncțiunii colectorului este

Unde
- coeficient în funcție de concentrația atomilor donor în bază, de lățimea bazei și de lungimea difuziei
. La
Și
primim
.

Circuite de comutare a tranzistorilor

8. Tranzistorul poate fi conectat la surse de tensiune externe în conformitate cu una dintre cele trei scheme: cu o „bază comună” (Fig. 6), cu un „emițător comun” (Fig. 7) și cu un „colector comun” ( Fig. 8). H
Adesea, în acest caz, ieșirea „comună” (pentru sursele de tensiune) a tranzistorului este conectată la carcasa instrumentului (împământată). Pe fig. 6-8 arată valorile tensiunii de polarizare directă pe EP și tensiune de polarizare inversă
pe cutia de viteze, exprimată în funcție de tensiunea surselor de alimentare. Ne vom uita la cele două cele mai comune

întâlnite în practică variante ale schemei.

A
.Circuit de bază comun

Intrarea aici este curentul emițătorului , tensiune de intrare - tensiune
. De la EP
, apoi din expresia (2) ecuația „caracteristicilor statice de intrare” ale tranzistorului corespunde caracteristicilor obișnuite curent-tensiune ale diodei atunci când aceasta este pornită direct. Familie de intrare

caracteristici de dependență

prezentată în fig. 9. Este foarte slab dependent de tensiune
, dar se deplasează semnificativ spre stânga odată cu creșterea temperaturii din cauza creșterii în
.

Rezistența dinamică de intrare a tranzistorului este determinată din caracteristicile de intrare ca

Este aproximativ egală cu rezistența .

Într-o schemă de bază comună

ieșirile sunt curente și tensiune
, iar pe CP
.

Ecuația „caracteristicilor statice de ieșire” este expresia (6), care arată că curentul nu depinde de tensiune
și este determinată numai de curenți Și
. O astfel de „echidistant în increment curent » caracteristicile trebuie să fie paralele cu axa tensiunii
.

Caracteristici reale de ieșire

diferă de cele teoretice, în primul rând, cu o valoare pozitivă asupra colectorului
, când colectorul încetează să mai fie un put potențial pentru găurile de bază și modul de extracție este încălcat.

Cu polaritate negativă (pe colector) tensiune
, datorită „modulării” notate la paragraful 2, lățimea bazei , există o oarecare creștere a coeficientului
si cresterea curenta cu creșterea tensiunii
. Caracteristicile curent-tensiune ale colectorului primesc o pantă ușoară. Familia de caracteristici statice de ieșire ale unui tranzistor într-un circuit de bază comun este prezentată în Fig. 10. Pe măsură ce temperatura crește, curentul crește.
, iar întreaga familie de caracteristici se schimbă în sus.

Folosind aceste caracteristici, puteți găsi rezistența dinamică de ieșire a tranzistorului

oarecum diferit de
.

P
de cand
, într-un circuit cu bază comună nu se poate obține amplificarea curentului, adică.
. Tranzistorul funcționează aici ca un amplificator de tensiune sau ca un amplificator de putere. Dacă tensiunea
pe EP conţine o componentă variabilă
, apoi variabila

curentul emiţătorului va avea şi o componentă: rezultă din expresia (9) . Prin urmare, în conformitate cu (12), componenta variabilă a curentului colectorului. Pentru a obține tensiune alternativă
la ieșirea tranzistorului, o rezistență de sarcină este inclusă în circuitul său colector prin care curge curentul
, Asa de

.

Câștig de tensiune

Rezistența la sarcină este selectată din condiție
. Prin urmare, unde
, Și
, deoarece
. În consecință, câștigul de tensiune în circuitul tranzistorului cu o bază comună este proporțional cu raportul dintre rezistențele KP și EP.

Lucrări de laborator

Investigarea unui tranzistor bipolar și a unei cascade de tranzistori într-un mod de semnal mic.(4 ore)

Investigarea dependenței curentului colectorului de curentul de bază și de tensiunea bază-emițător

Analiza dependenței câștigului DC de curentul colectorului

Obținerea caracteristicilor de intrare și de ieșire ale unui tranzistor

Determinarea raportului AC

Investigarea câștigului de tensiune în amplificatoare cu un emițător comun și un colector comun

Determinarea defazajului semnalelor în amplificatoare

Măsurarea impedanțelor de intrare și de ieșire ale amplificatoarelor

Scurte informații din teorie:

Coeficientul de transfer al curentului static al unui tranzistor este definit ca raportul dintre curentul de colector I k și curentul de bază I b:

Raportul de transfer curent
este determinată de raportul dintre creșterea ∆I la curentul de colector și creșterea curentului de bază care provoacă ∆I b:

Rezistența diferențială de intrare r in a unui tranzistor într-un circuit cu emițător comun (CE) este determinată la o valoare fixă ​​a tensiunii colector-emițător. Poate fi găsit ca raportul dintre creșterea tensiunii bază-emițător și incrementul ∆I b a curentului de bază cauzat de aceasta:

Rezistența diferenţială de intrare r intrare a tranzistorului din circuitul C 07 prin parametrii tranzistorului este determinată de următoarea expresie:

r b - rezistența distribuită a semiconductorului de bază,

r e - rezistența diferențială a joncțiunii bază-emițător, determinată prin expresia:

I e - emițător de curent continuu în miliamperi.

Primul termen r b este de multe ori mai mic decât al doilea, prin urmare:

Rezistența diferențială r e a joncțiunii bază-emițător pentru un tranzistor bipolar este comparabilă cu rezistența diferențială de intrare r într-un tranzistor dintr-un circuit de bază comun, care poate fi găsită prin formula:

Prin parametrii tranzistorului, această rezistență este determinată de expresia:

Primul termen din expresie poate fi neglijat și presupunem că:

Într-o etapă de tranzistor, câștigul de tensiune este determinat de raportul dintre amplitudinile tensiunii de ieșire și tensiunea de intrare (semnalele sunt sinusoidale):

Amplificator emițător comun - câștig de tensiune:

r to - rezistența în circuitul colector, care este determinată de conexiunea în paralel a rezistenței R la și rezistența de sarcină, al cărei rol poate fi jucat, de exemplu, de următoarea etapă de amplificare:

r e - rezistenţa diferenţială a joncţiunii emiţătorului, egală cu

Pentru un amplificator cu rezistență Re în circuitul emițătorului, câștigul este:

Impedanța de intrare AC a unui amplificator este definită ca raportul dintre amplitudinile tensiunii de intrare sinusoidale și curentul de intrare:

Rezistența de intrare a tranzistorului

Impedanța de intrare AC a amplificatorului r in este calculată ca o conexiune paralelă r i , R 1 , R 2 .

Valoarea rezistenței diferențiale de ieșire a circuitului pentru tensiunea U xx inactiv la ieșirea amplificatorului, care poate fi măsurată ca o cădere de tensiune peste rezistența de sarcină care depășește 200 kOhm, iar tensiunea U out măsurată pentru o rezistență de sarcină dată R n din ecuația rezolvată pentru r out

Rezistenţă
poate fi considerată ca o întrerupere a circuitului de sarcină.

Dispozitive și elemente:

Tranzistor bipolar 2N3904

Sursă EMF constantă

Sursă EMF variabilă

Ampermetre

Voltmetre

Osciloscop

Rezistoare

generator de funcții

Ordinea experimentelor:

Experimentul 1. Determinarea raportului de transfer al curentului static al unui rezistor

a) Asamblați circuitul cu circuitul prezentat în Fig. 10_001

Activați schema. Înregistrați măsurătorile curentului colectorului, curentului de bază și tensiunii colector-emițător. Pe baza rezultatelor obținute, se calculează coeficientul de transfer static al tranzistorului
:

b) Modificați valoarea sursei EMF E b la 2,65 V. Activați schema. Scrie aceleași date și calculează
.

c) Modificați valoarea sursei EMF E la 5V. Activați schema. Scrie aceleași date și calculează
. Apoi setați E la = 10V.

Experimentul 2. Măsurarea curentului invers al colectorului.

În schema 10_001, modificați valoarea sursei EMF E la 0V. Activați schema. Înregistrați măsurătorile curentului colectorului pentru valorile date ale curentului de bază și ale tensiunii colector-emițător.

Experimentul 3

a) În circuitul 10_001, măsurați curentul colectorului I to pentru fiecare valoare a lui E to și E b și completați tabelul. Conform tabelului 1, reprezentați grafic dependența lui I la de E la.

Tabelul 1.

b) Asamblați circuitul din fig. 10_002.

Activați schema. Desenați forma de undă a caracteristicii de ieșire, observând scara. Repetați măsurătorile pentru fiecare valoare a lui E b din tabelul 1. Desenați formele de undă ale caracteristicilor de ieșire pentru diferiți curenți de bază pe un grafic.

Experimentul 4. Obținerea caracteristicii de intrare a unui tranzistor într-un circuit cu emițător comun.

a) Deschideți dosarul 10_002. Setați valoarea tensiunii sursei E la = 10V și măsurați curentul de bază E b, tensiunea bază-emițător U be, curentul emițătorului I e pentru diferite valori ale tensiunii sursei E b în conformitate cu tabelul 2.

Masa 2.

b) Reprezentați grafic dependența curentului de bază de tensiunea bază-emițător.

c) Deschideți fișierul 10_003, porniți schema. Desenați caracteristica de intrare a tranzistorului.

fig.10_003

d) Pe baza caracteristicii de intrare, găsiți rezistența r în care curentul de bază se schimbă de la 10mA la 30mA. Conform formulei:

Notează-i valoarea.

Experimentul 5. Studiul unei cascade cu un emițător comun în regiunea de semnal mic

a) Asamblați circuitul din fig. 10_010

Setările dispozitivelor trebuie să corespundă imaginii.

b) Porniți schema. Pentru starea de echilibru, înregistrați rezultatele măsurării amplitudinilor semnalelor de intrare și de ieșire (diferența de fază poate fi determinată folosind plotterul Bode). Pe baza rezultatelor măsurării amplitudinilor tensiunilor sinusoidale de intrare și de ieșire, calculați câștigul de tensiune al amplificatorului.

c) Pentru circuitul din figură, determinați curentul emițătorului. Folosind valoarea sa, calculați rezistența diferențială a joncțiunii emițătorului. Folosind valoarea găsită, calculați câștigul de tensiune al cascadei.

d) Conectați rezistorul R d între punctul U in și condensatorul C 1 prin deschiderea cheii (spațiu). Activați schema. Măsurați amplitudinile tensiunii de intrare și de ieșire. Calculați noua valoare a câștigului de tensiune din rezultatele măsurătorii.

e) Mutați sonda canalului A al osciloscopului în nodul U b. Porniți din nou circuitul și măsurați amplitudinea U b a tensiunii în punctul U b. Calculați câștigul de tensiune, curentul de intrare din rezultatele măsurătorii U in și U b. Pentru U in și i in, calculați impedanța de intrare r in a amplificatorului.

f) Pe baza valorii factorului de amplificare a curentului β obținut în experimentul 1 și a valorii rezistenței diferențiale a emițătorului r e (de unde să-l obțineți?), calculați rezistența de intrare a tranzistorului r i . Calculați valoarea lui r în folosind valoarea rezistențelor R 1 , R 2 , r i . Înregistrați rezultatele.

g) Închideți rezistența R d între nodul U in și condensatorul C 1 prin închiderea cheii (spațiu). Mutați sonda canalului A al osciloscopului în nodul U în. Setați valoarea rezistenței R 2 2 kOhm. Apoi porniți circuitul și măsurați amplitudinile tensiunii sinusoidale de intrare și de ieșire. Folosind rezultatele măsurătorii, calculați noua valoare a câștigului de tensiune.

h) Folosind rezultatele măsurării amplitudinii tensiunii sinusoidale de ieșire din paragraful b) și paragraful g), valoarea rezistenței de sarcină din paragraful g), se calculează impedanța de ieșire a amplificatorului.

i) Setați valoarea rezistorului R n \u003d 200 kOhm. Mutați sonda canalului B al osciloscopului în nodul U cu și porniți circuitul. Măsurați componenta DC a semnalului de ieșire și înregistrați rezultatul măsurării.

j) Readuceți sonda canalului B al osciloscopului în nodul U out. Pe osciloscop, setați scala pentru intrare la 10mV/div. Scoateți condensatorul de șunt C s și porniți circuitul. Măsurați amplitudinile tensiunii sinusoidale de intrare și de ieșire. Pe baza rezultatelor măsurătorilor, se calculează valoarea câștigului cascadei cu OE cu rezistență în circuitul emițătorului prin tensiune.

l) Calculați valoarea câștigului amplificatorului cu OE cu rezistență în circuitul emițător prin tensiune folosind valoarea rezistenței r e și Re e.

Ce determină curentul de colector al unui tranzistor?

Coeficientul β ds depinde de curentul colectorului? Dacă da, în ce măsură? Justificati raspunsul.

Ce sunt curenții de scurgere a tranzistorului în modul de întrerupere?

Ce se poate spune din caracteristicile de ieșire despre dependența curentului colectorului de curentul de bază și de tensiunea colector-emițător?

Ce puteți spune din caracteristica de ieșire despre diferența dintre o joncțiune bază-emițător și o diodă polarizată direct?

Valoarea lui r este aceeași pentru orice valoare a curentului emițătorului?

Este valoarea lui r e aceeași pentru orice valoare a curentului emițătorului?

Cum diferă valoarea practică a rezistenței r e de cea calculată prin formula?

Care este diferența dintre valorile practice și teoretice ale câștigului de tensiune?

Cum afectează impedanța de intrare câștigul de tensiune?

care este relația dintre tensiunea de intrare (nodul U in) și tensiunea de la bază (nodul U b) atunci când o rezistență este conectată între ele?

Ce efect are scăderea rezistenței de sarcină asupra câștigului de tensiune?

Cum afectează rezistența R e câștigul de tensiune al amplificatorului?

Care este diferența dintre valorile practice și teoretice ale tensiunilor U b, U e pentru curent continuu?

De ce valoarea câștigului de tensiune este mai mică decât unu?

Valoarea impedanței de ieșire a amplificatorului cu OK este mare?

Care este diferența de fază între semnalele sinusoidale de intrare și de ieșire?

care este principalul avantaj al circuitului amplificator cu OK? Care este scopul principal al acestei scheme?