Контрольные вопросы.

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

1. Что такое полупроводниковый диод?

2. Какие рабочие участки, соответствующие различным выполняемым функциям диода (каким именно), имеются на вольтамперной характеристике полупроводникового диода?

3. Что такое варикап объясните принцип его работы?

4. Как выглядит схема включения стабилитрона и как она работает?

5. В чем назначение выпрямительного диода?

Лабораторная работа № 2

Исследование биполярного транзистора

Цель:

Овладение практическими навыками исследования статических характеристик транзистора с использованием средств САПР Electronics Workbench.

Результат обучения:

После успешного завершения занятия пользователь должен:

· Уметь создавать и редактировать простейшие схемы исследования входных и выходных характеристик транзистора с использованием средств САПР Electronics Workbench;

· Уметь получать вольтамперные характеристики (ВАХ) для транзистора.

Используемые программы:

Electronics Workbench в. 5.0

I . Исследование биполярного транзистора

1.1. Общие теоретические сведения.

Все полупроводниковые транзисторы делятся на две группы: биполярные и униполярные (полевые) транзисторы. Основное отличие заключается в том, что биполярные транзисторы управляются током, а полевые – напряжением (электрическим полем).

Биполярный транзистор – полупроводниковый пробор с двумя взаимодействующими p-n- переходами и тремя выводами. Биполярный транзистор обладает усилительными свойствами, обусловленными явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Биполярные транзисторы различаются по структуре. В зависимости от чередования областей различают биполярные транзисторы типа «p-n-p» и «n-p-n». Схема включения транзистора – схема включения, обусловленная выбором одного из выводов транзистора общим для входной и выходной цепей. Различают три схемы включения биполярных транзисторов: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором. В биполярных транзисторах типа «n-p-n» положительная полярность источника питания Е_к подключается к коллектору, а в транзисторах типа «p-n-p» – к эмиттеру.

Транзисторы также подразделяются по мощности, частоте и другим признакам.

Принцип действия биполярного транзистора основан на использовании физических процессов, происходящих при переносе основных носителей электрических зарядов из эмиттерной области в коллекторную через базу.

I_э=I_к+I_б,

где I_э, I_к, I_б – токи соответственно в цепи эмиттера, коллектора, базы.

Важнейшими параметрами, характеризующими качество транзистора, являются дифференциальный коэффициент передачи тока из эмиттера в коллектор - и дифференциальный коэффициент передачи тока из базы в коллектор - .

, при - const. .

Современные транзисторы имеют и .

Основными параметрами, характеризующими транзистор как активный четырехполюсник, являются:

· коэффициент усиления по току ;

· коэффициент усиления по напряжению ;

· коэффициент усиления по мощности ;

· входное сопротивление ;

· выходное сопротивление .

Рис. 1. Четырехполюсник. Рис. 2. Включение транзистора

с общей базой

В схеме с ОБ (рис. 2) входной сигнал поступает на эмиттер, а выходной снимается с коллектора. Входным сопротивлением схемы R_вх является сопротивление открытого эммитерного перехода, которое составляет десятки Ом. Выходное сопротивление определяется обратным включенным коллекторным переходом. Поэтому R_вых>>R_вх.

Коэффициент усиления транзистора с ОБ по току соответствует примерно коэффициенту передачи :

.

Коэффициент усиления транзистора по напряжению

,

где R_вх.б. – входное сопротивление открытого эмиттерного перехода.

Так как R_Н>>R_вх.б., то К_V>1.

Таким образом, схема включения транзистора с ОБ не обеспечивает усиление по току, однако усиливает входной сигнал по напряжению и мощности.

В схеме с ОЭ (рис. 3) входной сигнал поступает на база-эмиттер, а выходной снимается с коллектора.

Входное сопротивление R_вх.э. схемы значительно больше, чем в схеме с ОБ.

.

Входное сопротивление R_вх.э обычно составляет 1 – 3 кОм.

Выходное сопротивление схемы с ОЭ определяется обратным включенным коллекторным переходом и составляет сотни кОм, поэтому R_вых>>R_вх.

Коэффициент усиления схемы по току

.

Коэффициент усиления схемы по напряжению

.

Коэффициент усиления схемы по мощности равен произведению коэффициентов K_I и K_V:

.

Схема с ОЭ обеспечивает усиление входного сигнала по току, напряжению и мощности, используется в усилителях, генераторах, формирователях и является самой распространенной.

В схеме с ОК (рис. 4) входной сигнал подается на входы база-коллектор, а выходной сигнал снимается с эмиттера.

Рис. 3. Включение транзистора с ОЭ. Рис. 4. Включение транзистора с

ОК.

Входное сопротивление схемы R_вх велико и равно .

Коэффициент усиления схемы с ОК по току

.

Коэффициент усиления схемы с ОК по напряжению

.

Коэффициент усиления схемы с ОК по мощности

K_P=K_I*K_V K_I>1.

Входное сопротивление схемы с ОК велико и примерно равно , а выходное R_вых составляет десятки Ом, т.е. R_вх>>R_вых.

Схему с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем, т.к. нагрузка включена в цепь эмиттера. Схема обеспечивает усиление по току, мощности, имеет коэффициент усиления по напряжению меньше единицы (K_V 0,9 0,99), отличается большим входным сопротивлением и малым выходным R_вх>>R_вых и широко используется в качестве согласующего каскада.

Эмиттерный повторитель широко используется в качестве входных или выходных каскадов в усилителях, в частности, при работе на емкостную нагрузку или линию связи.