ура транзистора npn типу та схема включення його в електричний ланцюг за схемою з загальним емітером (ОЕ). При роботі транзистора в активному режимі (режимі посилення) до емітерного pn-переходу має бути підключений пряму напругу, а до колекторного - зворотне.
Рис. 25 (біполярний транзистор і схема його включення з ОЕ)
Схема з ОЕ є найбільш поширеною, оскільки має найкращі властивості посилення потужності електричного сигналу. При включенні транзистора по схемі з ОЕ вхідний є ланцюг бази, а вихідний - ланцюг колектора (емітер є загальним електродом для вхідний і вихідний ланцюгів).
Вхідний характеристикою транзистора в схемі з ОЕ є залежність струму бази IБ від напруги база-емітер UБЕ, а вихідний - залежність струму колектора ІК від напруги колектор-емітер UКЕ.
Сімейство вхідних характеристик IБ (UБЕ) при UКЕ=const зображено на рис. 26, а. При UКЕ=0 вхідна ВАХ має вигляд прямої гілки ВАХ електронно-діркового переходу, оскільки емітерний перехід (ЕП) і колекторний перехід (КП) при цьому зміщені в прямому напрямку і з'єднані паралельно один одному (і внутрішній опір цієї ЕРС дорівнює нулю). При UКЕ gt; 0 вхідна ВАХ зміщена вправо внаслідок додаткового падіння напруги на ЕП від протікає по транзистору колекторного струму. Це падіння напруги існує навіть при відсутності струму бази і відповідає ділянці о-а на рис. 26, а. б.
Рис. 26 (сімейства ВАХ транзистора в схемі з ОЕ: а - вхідних; б - вихідних)
При зменшенні UБЕ до нуля (висновки бази і емітера з'єднані між собою), струм бази є зворотним струмом КП і спрямований протилежно вказаною на рис. 26 (ділянка про-б на рис. 26, а). Однак цей негативний струм бази незначний, і практично його буває важко зафіксувати.
Сімейство вихідних характеристик Ік (UКЕ) при IБ=const зображено на рис. 26, б. При IБ=0 вихідна ВАХ має вигляд зворотного гілки ВАХ електронно-діркового переходу, збільшеної в (? +1) Разів (де? - Коефіцієнт передачі струму), оскільки КП при цьому зміщений у зворотному напрямку. При збільшенні струму бази вихідні ВАХ зміщуються вгору на величину? 1 Б.
Характеристикою передачі струму транзистора в схемі з ОЕ є залежність струму колектора Ік від струму бази IБ при фіксованій напрузі колектор-емітер UКЕ. Сімейство характеристик передачі струму транзистора в схемі з ОЕ зображено на рис. 27.
Рис. 27 (сімейство передавальних характеристик транзистора в схемі з ОЕ)
Передавальні характеристики струму показують, що при зміні невеликого за абсолютною величиною (мікроампери) струму бази практично пропорційно змінюється значний струм колектора (міліампер), тобто в транзисторі відбувається процес посилення електричного сигналу. Деяка нелінійність характеристик передачі струму транзистора в схемі з ОЕ призводить до нелінійних спотворень посиленого сигналу. Слід зазначити, що передавальні характеристики можуть бути побудовані без спеціальних вимірювань. Для цього можна визначити відповідні параметри за домами вхідних і вихідних характеристик.
Коефіцієнт передачі струму на виході для змінного струму визначається за формулою.
(1)
Коефіцієнт зворотного зв'язку по напрузі на вході для змінного струму визначається за формулою.
(2)
Відповідні прирощення струмів і напруг визначаються за характеристиками транзистора при заданому режимі його роботи.
Далі представляється схема включення транзистора зібрана за допомогою програми EWB (рис. 28).
Амперметр А1 вимірює струм бази IБ, вольтметр V1 - напруга база-емітер UБЕ, вольтметр V2 - напруга UКЕ, а амперметр A2 - струм колектора Ік транзистора.
Рис. 28 (схема біполярного транзистора, побудована в програмі EWB)
Протягом місяця підготовки до дипломної роботи, я освоював програму Protel 2.04. Вона дозволила нам спроектувати біполярний транзистор NPN - типу і вивести його сімейство ВАХ.
Рис. 29 (модулювання біполярного транзистора NPN - типу в програмі Protel 2.04)
Рис. 30 (отримане сімейство ВАХ біполярного транзистора за допомогою програми OrCAD)
Рис. 31 (модулювання біполярного транзистора PNP - типу в програмі Protel 2.04, малопотужної моделі транзистора КТ361)
Рис. 32 (отримана ВАХ біполярного транзистора малої потужності КТ361 за допомогою програми OrCAD)
. 7 Дослідження характеристик МДП транзистора
Сучасна мікроелектроніка в ...
