Схемы приборов измерения параметров транзисторов. Измерение основных параметров радиоэлементов и проверка их работоспособности

Для изготовления аппаратуры высокого качеств, измерительных и высокоточных схем, часто требуется подобрать радиоэлементы с одинаковыми или возможно более близкими параметрами. Ниже приведены простые схемы измерения основных параметров часто используемых элементов радиосхем, с помощью которых можно измерить:
- вольт-амперные характеристики диодов, в том числе фото-, свето-, туннельных- и обращенных диодов (в интервале напряжений 0… 4,5 В и токов 1мкА … 0,5 А);
- обратный и прямой токи коллектора и ток базы биполярных транзисторов;
- ток стока, начальный ток стока, напряжение «затвор-исток» и напряжение отсечки полевых транзисторов;
- ток через тиристор в открытом и закрытом состоянии, ток через управляющий переход и напряжение на нем, открывающее тиристор при напряжении на аноде 4,5В;
- межбазовый ток и напряжение на эмиттере однопереходных транзисторов.

В качестве измерительных приборов используются стрелочные или цифровые измерительные приборы (микроамперметр и вольтметр), можно использовать обычный тестер. Элемент питания – батарея напряжением 4,5 В или стабилизированный блок питания с таким напряжением.

На рис.1 показан способ измерения обратного тока коллекторного перехода (Iкбо) транзистора структуры n-p-n. Для транзисторов обратной структуры следует изменить полярность питания и включения микроамперметра. Резистор R1 нужен для ограничения тока при пробитом переходе, чтобы защитить измерительный прибор от больших токов. Эта схема позволяет также проверить обратный ток диода, световые характеристики фотодиода, обратный ток p-n –перехода полевого транзистора и измерить ток утечки конденсатора:

Рис 1. Измерение Iкбо

На рис.2 показана схема измерения тока базы, прямого тока через p-n- переход и напряжения на нем у диодов и тиристоров. Резистором R3 задается требуемый ток базы (грубо) и с помощью R4 – точно. Если в вашем распоряжении есть только один измерительный прибор (тестер), то после установления необходимого тока базы вместо микроамперметра включается его эквивалент (резистор R1, показан пунктиром), а тестер включается в качестве второго прибора – вольтметра. Резистор R2, также как в первой схеме, ограничивает ток через прибор при пробитом переходе измеряемого элемента.

Рис 2. Измерение Iб

На рис.3 дана схема измерения коллекторного тока транзистора. Если необходимо при этом измерить напряжение между коллектором и эмиттером транзистора или анодом и катодом тиристора, то вместо микроамперметра включают эквивалентное сопротивление R2, а измерительный прибор включат согласно схеме как вольтметр.

Рис 3. Измерение Iк

На рис.4 показаны способы измерения характеристик полевых транзисторов. В нижнем по схеме положении движка резистора R1 можно измерить начальный ток стока полевого транзистора или межбазовый ток однопереходного транзистора в закрытом состоянии. Межбазовое сопротивление при необходимости можно вычислить, разделив значение напряжения батареи (4,5 В в данном случае) на измеренное значение межбазового тока. В некотором положении движка R1 ток стока полевого транзистора станет равным нулю (мерить нужно на самом нижнем пределе измерения применяемого тестера или вольтметра!). При этом вольтметр «2» покажет напряжение отсечки транзистора.

Рис 4. Полевые и однопереходные транзисторы

Простой способ проверки работоспособности тиристора

С помощью простой схемы можно проверить работоспособность тиристора на переменном и постоянном токе.

Рис 5. Схема проверки тиристоров

S1 – кнопка на замыкание без фиксации. В качестве диода VD1 можно применить любой выпрямительный диод средней мощности (Д226, КД105, КД202, КД205 и др.). Лампа – от фонарика или любая малогабаритная на напряжение 6 – 9 В. Вместо лампы можно, конечно, включить тестер (в режиме измерения тока до 1 А).

Трансформатор маломощный с напряжением на вторичной обмотке от 5 до 9 В.
Проверка переменным током: S2 установить в положение «1». При каждом нажатии S1 лампа должна загораться, при отпускании гаснуть;
Проверка постоянным током: S2 установить в положение «3». При нажатии S1 лампа загорается и горит при отпускании кнопки. Чтобы ее выключить, то есть «закрыть» тиристор, нужно снять напряжение питания, переключив S2 в положение «2».

Если тиристор неисправен, то лампа будет гореть постоянно либо не будет загораться вообще.

Принципиальная схема достаточно простого испытателя маломощных транзисторов приведена на рис. 9. Он представляет собой генератор звуковой частоты, который при исправном транзисторе VT возбуждается, и излучатель НА1 воспроизводит звук.

Рис. 9. Схема простого испытателя транзисторов

Питание устройства осуществляется от батареи GB1 типа 3336Л напряжением от 3,7 до 4,1 В. В качестве звукоизлучателя используется высокоомный телефонный капсюль. При необходимости проверки транзистора структуры n-p-n достаточно поменять полярность включения батареи питания. Эту схему можно также использовать в качестве звукового сигнализатора, управляемого вручную кнопкой SA1 или контактами какого-либо устройства.

2.2. Прибор для проверки исправности транзисторов

Кирсанов В.

С помощью этого несложного прибора можно проверять транзисторы, не выпаивая их из того устройства, в котором они установлены. Необходимо лишь отключить там питание.

Принципиальная схема прибора приведена на рис. 10.

Рис. 10. Схема прибора для проверки исправности транзисторов

Если выводы испытуемого транзистора V x подключить к прибору, он совместно с транзистором VT1 образует схему симметричного мультивибратора с емкостной связью, и если транзистор исправен, мультивибратор будет генерировать колебания звуковой частоты, которые после усиления транзистором VT2 воспроизведутся звукоизлучателем В1. С помощью переключателя S1 можно изменить полярность напряжения, поступающего на проверяемый транзистор согласно его структуре.

Вместо старых германиевых транзисторов МП 16 можно использовать современные кремниевые КТ361 с любым буквенным индексом.

2.3. Испытатель транзисторов средней и большой мощности

Васильев В.

С помощью этого прибора есть возможность измерить обратный ток коллектор-эмиттер транзистора I КЭ и статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h 21Э при разных значениях тока базы. Прибор позволяет измерять параметры транзисторов обеих структур. На принципиальной схеме прибора (рис. 11) показаны три группы входных клемм. Группы Х2 и ХЗ предназначены для подключения транзисторов средней мощности с разным расположением выводов. Группа XI - для транзисторов большой мощности.

Кнопками S1-S3 устанавливается ток базы испытуемого транзистора: 1,3 или 10 мА Переключателем S4 можно изменить полярность подключения батареи питания в зависимости от структуры транзистора. Стрелочный прибор РА1 магнитоэлектрической системы с током полного отклонения 300 мА измеряет ток коллектора. Для питания прибора используется батарея GB1 типа 3336Л.

Рис. 11. Схема испытателя транзисторов средней и большой мощности

Перед подключением испытуемого транзистора к одной из групп входных клемм нужно установить переключатель S4 в положение, соответствующее структуре транзистора. После его подключения прибор покажет значение обратного тока коллектор-эмиттер. Затем одной из кнопок S1-S3 включают ток базы и измеряют ток коллектора транзистора. Статический коэффициент передачи тока h 21Э определяется делением измеренного тока коллектора на установленный ток базы. При оборванном переходе ток коллектора равен нулю, а при пробитом транзисторе загораются индикаторные лампы H1, Н2 типа МН2,5–0,15.

2.4. Испытатель транзисторов со стрелочным индикатором

Вардашкин А .

При использовании этого прибора можно измерить обратный ток коллектора I КБО и статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h 21Э маломощных и мощных биполярных транзисторов обеих структур. Принципиальная схема прибора показана на рис. 12.

Рис. 12. Схема испытателя транзисторов со стрелочным индикатором

Испытуемый транзистор подключается к клеммам прибора в зависимости от расположения выводов. Переключателем П2 устанавливается режим измерения для маломощных или мощных транзисторов. Переключатель ПЗ изменяет полярность батареи питания в зависимости от структуры контролируемого транзистора. Переключатель П1 на три положения и 4 направления служит для выбора режима. В положении 1 измеряется обратный ток коллектора I КБО при разомкнутой цепи эмиттера. Положение 2 служит для установки и измерения тока базы I б. В положении 3 измеряется статический ко- эффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h 21Э.

При измерении обратного тока коллектора мощных транзисторов параллельно измерительному прибору РА1 переключателем П2 подключается шунт R3. Установка тока базы производится переменным резистором R4 под контролем стрелочного прибора, который при мощном транзисторе также шунтируется резистором R3. Для измерений статического коэффициента передачи тока при маломощных транзисторах микроамперметр шунтируется резистором R1, а при мощных - резистором R2.

Схема испытателя рассчитана на применение в качестве стрелочного прибора микроамперметра типа М592 (или любого другого) с током полного отклонения 100 мкА, нулем посредине шкалы (100-0-100) и сопротивлением рамки 660 Ом. Тогда подключение к прибору шунта сопротивлением 70 Ом дает предел измерения 1 мА, сопротивлением 12 Ом - 5 мА, а 1 Ом - 100 мА. Если использовать стрелочный прибор с другим значением сопротивления рамки, придется пересчитать сопротивления шунтов.

2.5. Испытатель мощных транзисторов

Белоусов А.

Этот прибор позволяет измерять обратный ток коллектор-эмиттер I КЭ, обратный ток коллектора I КБО, а также статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h 21Э мощных биполярных транзисторов обеих структур. Принципиальная схема испытателя показана на рис. 13.

Рис. 13. Принципиальная схема испытателя мощных транзисторов

Выводы испытуемого транзистора подключаются к клеммам ХТ1, ХТ2, ХТЗ, обозначенных буквами «э», «к» и «б». Переключатель SB2 используется для переключения полярности питания в зависимости от структуры транзистора. Переключателями SB1 и SB3 пользуются в процессе измерений. Кнопки SB4-SB8 предназначены для изменения пределов измерения путем изменения тока базы.

Для измерения обратного тока коллектор-эмиттер нажимают кнопки SB1 и SB3. При этом отключается база контактами SB 1.2 и отключается шунт R1 контактами SB 1.1. Тогда предел измерения тока составляет 10 мА. Для измерения обратного тока коллектора отсоединяют вывод эмиттера от клеммы ХТ1, подключают к ней вывод базы транзистора и нажимают кнопки SB1 и SB3. Полное отклонение стрелки вновь соответствует току 10 мА.

Для транзисторов структуры п-р-п полярность включения питающей батареи GB и измерительного прибора РА должна быть обратной.

Обратный ток коллектора Iкбо измеряют при заданном обратном напряжении на коллекторном р-п переходе и отключенном эмиттере (рис. 57, а). Чем он меньше, тем выше качество коллекторного перехода и стабильность работы транзистора.

Параметр h21э, характеризующий усилительные свойства транзистора, определяют как отношение тока коллектора Iк к вызвавшему его току базы IБ, (рис. 57, б), т. е. h2lэ ~ Iк/Iв. Чем больше численное значение этого параметра, тем больше усиление сигнала, которое может обеспечить транзистор.

Для измерения этих двух основных параметров маломощных биполярных транзисторов можно рекомендовать сделать в кружке приставку к самодельному авометру, описанному выше. Схема такой приставки показана на рис. 58, а. Проверяемый транзистор V подключают выводами электродов к соответствующим зажимам «Э», «Б» и «К» приставки, соединенной (через зажимы XI, Х2 и проводники с однополюсными штепселями на концах) с миллиамперметром авометра, включенного на предел измерения «1 мА». Переключатель S2 предварительно устанавливают в положение, соответствующее структуре проверяемого транзистора. При проверке транзистора структуры п-р-п с гнездом «Общ.» авометра соединяют зажим XI приставки (как на рис. 58, а), а при проверке транзистора структуры р-п-р — зажим Х2.

Установив переключатель S1 в положение «I КБО», измеряют сначала обратный ток коллекторного перехода, а затем, переведя переключатель S1 в положение «h21э», — статический коэффициент передачи тока. Отклонение стрелки прибора на всю шкалу при измерении параметра I КБ0 укажет на пробой коллекторного перехода проверяемого транзистора.

Измерение параметра h21э происходит при фиксированном токе базы, ограничиваемым резистором R1 до 10 мкА. При этом транзистор открывается и в его коллекторной цепи (в том числе через миллиамперметр) течет ток, пропорциональный коэффициенту h21э. Если, например, прибор фиксирует ток 0,5 мА (500 мкА), то коэффициент h21э проверяемого транзистора будет 50 (500: 10 = 50). Ток 1 мА (отклонение стрелки прибора до конечной отметки шкалы), следовательно, соответствует коэффициенту h21э равному 100. Если стрелка прибора зашкаливает, миллиамперметр авометра надо переключить на следующий предел измерения тока — «10 мА». В этом случае вся шкала прибора будет соответствовать коэффициенту h21э, равному 1000, а каждая десятая часть ее — 100.

Резистор R2, ограничивающий ток в измерительной цепи до 3 мА, нужен для предупреждения порчи измерительного прибора из-за пробоя проверяемого транзистора.
Возможная конструкция приставки показана на рис. 58, б. Для лицевой панели, размерами примерно 130X75 мм, желательно использовать листовой гетинакс или текстолит толщиной 1,5—2 мм.

Зажимы «Э», «Б» и «К> для подключения выводов транзистора типа «крокодил». Переключатель вида измерений S1 — тумблер ТП2-1, структуры транзистора S2 — ТП1-2. Батарею питания GB1 — 3336Л или составленную из трех элементов 332, крепят на панели снизу, там же монтируют и ограничительные резисторы R1 и R2. Зажимы (или гнезда) для соединения приставки с авометром размещают в любом удобном месте, например на задней боковой стенке ящика. Сверху на панель наклеивают краткую инструкцию по работе с приставкой-измерителем. Проверить работоспособность и оценить усилительные свойства транзисторов средней и большой мощности можно с помощью простого прибора, схема которого приведена на рис. 59. Проверяемый транзистор V подключают к зажимам, соответствующим его электродам. При этом в коллекторную цепь транзистора оказывается включенным амперметр РА1 на ток полного отклонения стрелки 1A, а в базовую — один из резисторов R1—R4. Сопротивления резисторов подбирают с таким расчетом, чтобы ток базовой цепи транзистора можно было устанавливать равным 3, 10, 30 и 50 мА. Таким образом, проверка транзистора осуществляется при фиксированных токах в базовой цепи, устанавливаемых переключателем S1. Источником питания служат три элемента 373, соединенные последовательно, или низковольтный выпрямитель, обеспечивающий напряжение 4,5 В при токе нагрузки до 2А.

Численное значение статического коэффициента передачи тока проверяемого транзистора определяют как отношение тока коллектора к вызвавшему его току базы. Например, если переключатель S1 установлен на ток базы, равный 10 мА, а амперметр PA 1 фиксирует ток 500 мА, значит, коэффициент h21э данного транзистора равен 50 (500: 10 = 50).

Конструкция такого прибора — испытателя транзисторов произвольная. Ее можно сделать как приставку к авометру, амперметр которого рассчитан на измерение постоянных токов до нескольких ампер.

Производить проверку транзистора надо возможно быстрее, потому что уже при токе коллектора 250...300 мА он начинает нагреваться и тем самым вносить погрешности в результаты измерений.

7. На рис. 4 для р- n -р -транзистора показаны дырочные потоки инжекции , рекомбинации
и экстрации
. На энергетической зонной диаграмме все они «протекают» в валентной зоне транзистора. Эти потоки создают дырочный ток эмиттераи коллектора, поскольку в базу из внешней цепи устремляется поток электронов
(ток течет из базы), компенсирующих убыль свободных электронов базы, исчезнувших в процессе рекомбинации с дырками
, так что
.

Эмиттерный ток по существу является прямым током полупроводникового диода с несимметричным р- n -переходом (см. п.6 работы № 44) и определяется формулой

Где - тепловой дырочный ток эмиттера, определяемый потоком
через ЭП:
- элементарный заряд; - прямое напряжение смещения ЭП (доли 1В);
- коэффициент диффузии дырок в базе;- площадьр- n -перехода.

Динамическое (дифференциальное) сопротивление эмиттерного перехода обратно пропорционально эмиттерному току

и при
и
равно
.

Коллекторный ток содержит две составляющие. Одна из них является обычным током полупроводникового диода с несимметричным р- n -переходом при обратном включении напряжения (см. п.7 работы № 44) и определяется формулой

где
- тепловой дырочный ток коллектора, определяемый потоком
через КП;
и
. Характерное значение теплового тока приТ = 300К 2-5мкА для германиевых и 0,01 – 0,1мкА – для кремниевых транзисторов. При повышении температуры на каждые 10 о С тепловой ток практически удваивается. Поскольку его зависимость от температуры (термогенерация дырок ) очень сильная, то этот ток оказывает дестабилизирующее действие на работу транзистора. В формуле (4) токнаправлен в сторону базы, ток
направлен из базы в коллектор. Вторая составляющая тока транзистора является током экстракции
, определяемым из условия (1):
, так что

В формуле (6) основной составляющей является ток
, поскольку
.

Динамическое сопротивление коллекторного перехода равно

Где
- коэффициент, зависящий от концентрации донорных атомов в базе, от ширины базы и от диффузионной длины
. При
и
получим
.

Схемы включения транзисторов

8. К внешним источникам напряжения транзистор может подключаться в соответствии с одной из трех схем: с «общей базой» (рис.6), с «общим эмиттером» (рис.7) и с «общим коллектором» (рис.8). Ч
асто при этом «общий» (для источников напряжения) вывод транзистора соединяется с корпусом приборов (заземляется). На рис. 6-8 показаны значения прямого напряжения смещенияна ЭП и обратного напряжения смещения
на КП, выраженные через напряжения источников питания. Мы рассмотрим два наиболее часто

встречающихся на практике варианта схемы.

А
.Схема с общей базой

Входным здесь является ток эмиттера , входным напряжением – напряжение
. Так как на ЭП
, то из выражения (2) уравнение «входных статических характеристик» транзистора соответствует обычным вольт-амперным характеристикам диода при прямом его включении. Семейство входных

характеристик, определяемых зависимостью

показано на рис. 9. Оно очень слабо зависит от напряжения
, но существенно смещается влево с увеличением температуры вследствие возрастания
.

Входное динамическое сопротивление транзистора определяется по входным характеристикам как

Оно приблизительно равно сопротивлению .

В схеме с общей базой

выходными являются ток и напряжение
, причем на КП
.

Уравнением «выходных статических характеристик» является выражение (6), которое показывает, что токне зависит от напряжения
и определяется лишь токамии
. Такие «эквидистантные по приращению тока» характеристики должны быть параллельны оси напряжения
.

Реальные выходные характеристики

отличаются от теоретических, прежде всего, при положительном на коллекторе значении
, когда коллектор перестает быть потенциальной ямой для дырок базы и нарушается режим экстракции.

При отрицательной полярности (на коллекторе) напряжения
, вследствие отмеченной в п. 2 «модуляции» ширина базы, происходит некоторое увеличение коэффициента
и возрастание токас увеличением напряжения
. Коллекторные вольт-амперные характеристики получают слабый наклон. Семейство выходных статических характеристик транзистора в схеме с общей базой показано на рис.10. С повышением температуры растет ток
, и все семейство характеристик сдвигается вверх.

С помощью этих характеристик можно найти динамическое выходное сопротивление транзистора

несколько отличающийся от
.

П
оскольку
, в схеме с общей базой нельзя получить усиления тока, т.е.
. Транзистор здесь работает как усилитель напряжения или как усилитель мощности. Если напряжение
на ЭП содержит переменную составляющую
, то переменную

составляющую будет иметь и ток эмиттера: из выражения (9) следует . Поэтому в соответствии с (12) переменная составляющая тока коллектора. Для получения переменного напряжения
на выходе транзистора в его коллекторную цепь включают нагрузочное сопротивление, через которое протекает ток
, так что

.

Коэффициент усиления по напряжению

Нагрузочное сопротивление выбирает из условия
. Поэтому, где
, и
, так как
. Следовательно, коэффициент усиления по напряжению в схеме транзистора с общей базой пропорционален отношению сопротивлений КП и ЭП.

Лабораторная работа

Исследование биполярного транзистора и транзисторного каскада в режиме малого сигнала. (4 часа)

Исследование зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения база-эмиттер

Анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора

Получение входных и выходных характеристик транзистора

Определение коэффициента передачи по переменному току

Исследование коэффициента усиления по напряжению в усилителях с общим эмиттером и общим коллектором

Определение фазового сдвига сигналов в усилителях

Измерение входного и выходного сопротивлений усилителей

Краткие сведения из теории:

Статический коэффициент передачи тока транзистора определяется как отношение тока коллектора I­­ k к току базы I б:

Коэффициент передачи тока
определяется отношением приращения ∆I к коллекторного тока к вызывающему его приращению базового тока ∆I б:

Дифференциальное входное сопротивление r вх транзистора в схеме с общим эмиттером (ОЭ) определяется при фиксированном значении напряжения коллектор-эмиттер. Оно может быть найдено как отношение приращения напряжения база-эмиттер к вызванному им приращению ∆I­ б тока базы:

Дифференциальное входное сопротивление r вх транзистора в схеме С 07 через параметры транзистора определяется следующим выражением:

r б - распределенное сопротивление базовой полупроводника,

r э - дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер, определяемое через выражение:

I э - постоянный ток эмиттера в миллиамперах.

Первое слагаемое r б во много раз меньше второго, поэтому:

Дифференциальное сопротивление r э перехода база-эмиттер для биполярного транзистора сравнимо с дифференциальным входным сопротивлением r вх об транзистора в схеме с общей базой, которое может быть найдено по формуле:

Через параметры транзистора это сопротивление определяется выражением:

Первым слагаемым в выражении можно пренебречь и считать, что:

В транзисторном каскаде коэффициент усиления по напряжению определяется отношением амплитуд выходного напряжения к входному (сигналы синусоидальны):

Усилитель с общим эмиттером - коэффициент усиления по напряжению:

r к - сопротивление в цепи коллектора, которое определяется параллельным соединением сопротивления R к и сопротивлением нагрузки, чью роль может играть, например, следующий усилительный каскад:

r э - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода, равное

Для усилителя с сопротивлением R э в цепи эмиттера коэффициент усиления равен:

Входное сопротивление усилителя переменному току определяется как отношение амплитуд синусоидального входного напряжения и входного тока:

Входное сопротивление транзистора

Входное сопротивление усилителя по переменному току r вх вычисляется как параллельное соединение r i , R 1 , R 2 .

Значение дифференциального выходного сопротивления схемы по напряжению U хх холостого хода на выходе усилителя, которое может быть измерено как падение напряжения на сопротивлении нагрузки, превышающем 200 кОм , и по напряжению U вых, измеренного для данного сопротивления нагрузки R­ н из уравнения, решаемого относительно r вых

Сопротивление
можно считать разрывом в цепи нагрузки.

Приборы и элементы:

Биполярный транзистор 2N3904

Источник постоянной ЭДС

Источник переменной ЭДС

Амперметры

Вольтметры

Осциллограф

Резисторы

Функциональный генератор

Порядок проведения экспериментов:

Эксперимент 1. Определение статического коэффициента передачи тока резистора

а) Собрать схему со схемой, изображённую на рисунке рис. 10_001

Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер. По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора
:

б) Изменить наминал источника ЭДС E б до 2,65В. Включить схему. Записать те же данные и подсчитать
.

в) Изменить наминал источника ЭДС E к до 5В. Включить схему. Записать те же данные и подсчитать
. Затем установить E к = 10В.

Эксперимент 2. Измерение обратного тока коллектора.

На схеме 10_001 изменить номинал источника ЭДС Е к до 0В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора для данных значений тока базы и напряжения коллектор-эмиттер.

Эксперимент 3.

а) В схеме 10_001 провести измерения тока коллектора I к для каждого значения E к и E б и заполнить таблицу. По данным таблицы 1 построить график зависимости I к от E к.

Таблица 1.

б) Собрать схему рис. 10_002.

Включить схему. Зарисовать осциллограмму выходной характеристики, соблюдая масштаб. Повторить измерения для каждого значения E б из таблицы 1. Осциллограммы выходных характеристик для разных токов базы зарисовать на одном графике.

Эксперимент 4. Получение входной характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером.

а) Открыть файл 10_002. Установить значение напряжения источника E к =10В и провести измерения тока базы E б, напряжение база-эмиттер U бэ, тока эмиттера I э для различных значений напряжения источника E б в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2.

б) Построить график зависимости тока базы от напряжения база-эмиттер.

в) Открыть файл 10_003, включить схему. Зарисовать входную характеристику транзистора.

рис.10_003

г) По входной характеристике найти сопротивление r вх при изменении базового тока с 10мА до 30мА. По формуле:

Записать его значение.

Эксперимент 5. Исследование каскада с общим эмиттером в области малого сигнала

а) Собрать схему рис. 10_010

Установочные параметры приборов должны соответствовать изображению.

б) Включить схему. Для установившегося режима записать результаты измерений амплитуд входного и выходного сигналов (разность фаз можно определить про помощи Боде-плоттера). По результатам измерений амплитуд входного и выходного синусоидальных напряжений вычислить коэффициент усиления усилителя по напряжению.

в) Для схемы на рисунке определить ток эмиттера. По его значению вычислить дифференциальное сопротивление rэ эмиттерного перехода. Используя найденное значение вычислить коэффициент усиления каскада по напряжению.

г) Подключить резистор R д между точкой U вх и конденсатором С 1 , разомкнув ключ (space). Включить схему. Измерить амплитуды входного и выходного напряжения. Вычислить новое значение коэффициента усиления по напряжению по результатам измерения.

д) Переместить щуп канала А осциллографа в узел U б. Снова включить схему и измерить амплитуду U б напряжения в точке U б. Вычислить коэффициент усиления по напряжению, входной ток по результатам измерения U вх и U б. По U вх и i вх вычислить входное сопротивление r вх усилителя.

е) По значению коэффициента усиления тока β, полученному в эксперименте 1 и величине дифференциального сопротивления эмиттера r э (где взять?) вычислить входное сопротивление транзистора r i . Вычислить значение r вх используя значение сопротивлений R 1 , R 2 , r i . Результаты записать.

ж) Замкнуть резистор R д между узлом U вх и конденсатором C 1 , замкнув ключ (space). Переместить щуп канала А осциллографа в узел U вх. Установить наминал резистора R 2 2кОм. Затем включить схему и измерить амплитуды входного и выходного синусоидального напряжения. Используя результаты измерений, вычислить новое значение коэффициента усиления по напряжению.

з) Используя результаты измерений амплитуды выходного синусоидального напряжения в пункте б) и пункте ж), значение сопротивления нагрузки в пункте ж), вычислить выходное сопротивление усилителя.

и) Установить наминал резистора R н = 200кОм. Переставить щуп канала В осциллографа в узел U с и включить схему. Измерить постоянную составляющую выходного сигнала и записать результат измерения.

к) Вернуть щуп канала В осциллографа в узел U out . На осциллографе установить масштаб для входа 10мВ/дел. Убрать шунтирующий конденсатор С з и включить схему. Измерить амплитуды входного и выходного синусоидального напряжения. По результатам измерений вычислить значение коэффициента усиления каскада с ОЭ с сопротивлением в цепи эмиттера по напряжению.

л) По величине сопротивления r э и R э вычислить значение коэффициента усиления усилителя с ОЭ с сопротивлением в цепи эмиттера по напряжению.

От чего зависит ток коллектора транзистора?

Зависит ли коэффициент β дс от тока коллектора? Если да, то в какой степени? Обосновать ответ.

Что такое токи утечки транзистора в режиме отсечки?

Что можно сказать по выходным характеристикам о зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения коллектор-эмиттер?

Что можно сказать по выходной характеристике о различии между базо-эмиттерным переходом и диодом, смещенным в прямом направлении?

Одинаково ли значение r вх при любом значении тока эмиттера?

Одинаково ли значение r э при любом значении тока эмиттера?

Как отличается практическое значение сопротивления r э от вычисленного по формуле?

Каково отличие практического и теоретического значений коэффициента усиления по напряжению?

Как влияет входное сопротивление на коэффициент усиления по напряжению?

какова связь между входным напряжением (узел U вх) и напряжением на базе (узел U б) при включении между ними сопротивления?

какое влияние оказывает понижение сопротивления нагрузки на коэффициент усиления по напряжению?

Как влияет сопротивление R э на коэффициент усиления по напряжению усилителя?

Каково отличие практического и теоретического значений напряжений U б, U э по постоянному току?

Почему значение коэффициента усиления по напряжению меньше еденицы?

Велико ли значение выходного сопротивления усилителя с ОК?

какова разность фаз входного и выходного синусоидальных сигналов?

в чем заключено главное достоинство схемы усилителя с ОК? В чем главное назначение этой схемы?