Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Томському політехнічному УНІВЕРСИТЕТ
Інститут - Кібернетики
Напрям - 230100 Інформатика та обчислювальна техніка
Кафедра - Оптимізації систем управління
Дослідження режимів біполярного транзистора
по курсу Електроніка
Томськ +2010
Мета роботи
- отримання практичних навичок схемного введення біполярного транзистора в заданий режим спокою;
- визначення основних властивостей транзистора в усилительном і ключових режимах;
оволодіння методикою роботи в навчальній лабораторії в програмно-апаратної середовищі NI ELVIS.
Завдання роботи:
зняття вольтамперної характеристики (ВАХ) біполярного транзистора VT1, використовуючи аналізатор (Three-wire Current-Voltage Analyzers) і збереження даних для звіту;
набуття навичок дослідження режимів роботи транзистора із залученням регульованого джерела живлення (Variable Power Supplies), цифрового мультиметра (Digital Multimeter - DMM), функціонального генератора (FGEN) і осцилографа (Scope);
- обробка отриманих експериментальних даних, підготовка та захист звіту.
Хід роботи:
Отримання ВАХ біполярного транзистора
Зняття вихідних ВАХ біполярного транзистора VT1
Зібрали наступну схему:
Рис. 1. Схема експерименту для зняття вихідних ВАХ транзистора в програмно-апаратної середовищі NI ELVIS
У меню запуску інструментів NI ELVIS вибрали функцію Three-wire Current Voltage Analyzer (трехпроводной вольтамперної аналізатор).
Рис. 2. Вихідні ВАХ біполярного транзистора
Рис. 3. Зняття вхідних ВАХ біполярного транзистора
Рис. 4. Схеми для зняття вхідних ВАХ транзистора в програмно-апаратної середовищі NI ELVIS: а) Uке=0V; б) Uке=+ 5V
У меню запуску інструментів NI ELVIS вибрали функцію Two-wire Current Voltage Analyzer (двухпроводной вольтамперної аналізатор).
При Uке=0 графік Ваха транзистора мало відрізняється від графіка Ваха кремнієвого точкового діода - в цьому випадку транзистор поводиться як звичайний діод. При збільшенні Uке графік ВАХ стає більш крутий і зміщується вправо.
Рис.7. Вахи біполярного транзистора при U КЕ=0 (червона) і 5 (синя) У
Дослідження підсилювального режиму транзистора
Регулювання координат робочої точки спокою.
Зібрали схему експерименту (рис. 8):
Рис. 8. Схема експерименту для вимірювання координат робочих точок транзистора
Викликали з меню NI ELVIS регульований джерело живлення (VPS), цифровий мультиметр (DMM) в режимі вимірювання напруги постійного струму (V =) і осцилограф (Scope) при відкритому його вході.
На графіку залежність - пряма. Тому побудували навантажувальну пряму по двох точках, що характеризує режими холостого ходу і короткого замикання.
Для режиму короткого замикання:,
Для режиму холостого ходу:,
Отримана навантажувальна пряма по постійному струму показана на вихідних ВАХ транзистора (рис. 3).
Зробили розрахунок орієнтовних значень Supply + для трьох робочих точок з координатами UКЕ1=2 В, UКЕ2=5 В, UКЕ3=7 В, використовуючи наближену формулу:.
На віртуальній панелі джерела VPS змінили значення Supply + до отримання значень U КЕ1=2 В, U КЕ2=5 В, U КЕ3=7В.
U КЕ=2 В при Supply +=8.6 В КЕ=5 В при Supply +=5 В КЕ=7 В при Supply +=2.6 В
Зміни напруги Supply + ведуть до зміни координат робочої точки. При цьому нові координати робочої точки знаходяться на навантажувальної прямої.
задані координати робочої точки транзистора при U КЕ2=5 В, I к=2.7 мкА, отриманої з попереднього пункту, і визначили в околицях цієї точки значення h-параметрів транзистора, виконавши побудови як показано на рис. 9.
Рис. 9. Графічні побудови для визначення h-параметрів
Параметр h 11Е схеми з ОЕ на сімействі вхідних характеристик в робочій точці А відповідн...
