Изучение полупроводникового транзистора

1.

ИЗУЧЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ТРАНЗИСТОРА
Цель работы: ознакомиться с основными характеристиками транзистора и
методикой экспериментального определения его параметров.
Биполярный транзистор – электропреобразовательный полупроводниковый прибор
с двумя электрическими p–n-переходами, предназначенный для усиления,
преобразования и генерации электрических сигналов. Устройство биполярных
транзисторов основано на явлениях взаимодействия двух близко расположенных p–nпереходов.
Биполярный транзистор состоит из трёх полупроводниковых слоёв с чередующимся
типом примесной проводимости. Слой, который находится в середине, называется базой
(«Б», англ. B), один из слоев, лежащих по краям – эмиттер (обозначается «Э», англ. E),
другой слой на противоположном конце транзистора носит название коллектор («К»,
англ. C). В зависимости от порядка чередования
слоёв разного типа проводимости
различают n-p-n и p-n-p транзисторы.

2.

IБ
UКЭ = 0
IК
IБ3
UКЭ = 5 В
IБ2
IБ
IБ1
0
UБЭ
а
0
б
UКЭ
Рис. 2. Входные и выходные характеристики биполярного
транзистора по схеме с ОЭ: а – входные; б – выходные
Схема активного режима p-n-p-транзистора с ОЭ

3.

На рис. 3 параметры I1 и U 1 считаются входными, а параметры
I 2 и U 2 – выходными. Используя в качестве переменных
четырёхполюсника I и U, можно применить систему h-параметров
U1 h11 I1 h12U 2 ;
(1)
I
h
I
h
U
.
21 1
22 2
2
h-параметры определяются экспериментально: h12 и h22
рассчитываются при постоянном значении тока базы (IБ = const) а h11 и
h21 при постоянном значении напряжения на коллекторе (UКЭ = const).
– входное сопротивление транзистора
dU1
;
(2)
h11
dI1 U const
h-параметры
транзистора
2
– выходная проводимость транзистора
dI
;
h22 2
dU 2 I const
(3)
1
– коэффициент обратной связи транзистора по напряжению
dU1
I1
;
h12
dU 2 I const
(4)
I2
1
– коэффициент передачи тока транзистора
dI
.
h21 2
dI1 U const
U1
Транзистор
(5)
U2
2
Рис. 3. Линейный четырёхполюсник

4.

Входные и выходные характеристики германиевого
транзистора МП42Б p-n-p типа

5.

Снять и построить входные характеристики транзистора Iб = f(UБЭ) при UКЭ = const.
Напряжения коллектор-эмиттер: сначала установить UКЭ = 0 В, затем UКЭ = 5 В.
Напряжение база-эмиттер изменять в диапазоне: 0 В < UБЭ < 200 мВ.
UКЭ = 0 В
UКЭ = 5 В
UБЭ, мB
Iб, мкА
UБЭ, мB
Iб, мкА
…
…
…
…
Снять и построить выходные характеристики транзистора Iк = f(UКЭ) при Iб = const.
Токи базы установить: Iб = 100, 120 и 140 мкА и поддерживать неизменными.
Напряжения коллектор-эмиттер менять: UКЭ = 0 до 10 В шагом 2 В.
Внимание максимально допустимый постоянный ток коллектора Iк_max = 100 мА!!!
Iб = 100, мкА
UКЭ, В
Iк, мА
…
…
Iб = 120, мкА
UКЭ, В
Iк, мА
…
…
Iб = 140, мкА
UКЭ, В
Iк, мА
…
По построенным характеристикам определить h-параметры транзистора:
1) параметр h11 по характеристике Iб = f(UБЭ) при Uкэ = 5 В и Iб = 120 мкА;
2) параметр h12 по характеристике Iб = f(UБЭ) при Iб = 120 мкА;
3) параметр h21 по характеристике Iк = f(UКЭ) при Uкэ = 5 В;
4) параметр h22 по характеристике Iк = f(UКЭ) при Iб = 120 мкА.
…

6.

Содержание отчета
1. Наименование работы и её цель.
2. Принципиальная схема эксперимента.
3. Таблица с результатами эксперимента.
4. Расчетные формулы и значения h-параметров. Значения h-параметров транзистора.
5. Краткие выводы по работе.
Контрольные вопросы
1.Каково устройство биполярных транзисторов? Приведите обозначение n-p-n-транзистора и p-np-транзистора на схеме.
2.Объясните принцип действия биполярного транзистора.
3.Перечислите и дайте характеристику режимов работы биполярных транзисторов.
4.Перечислите основные параметры биполярного транзистора.
5.Какие схемы включения применяют для биполярных транзисторов? Перечислите области
применения этих схем.
6.Изобразите и поясните базовые и коллекторные характеристики биполярного транзистора.
7.Что называют h-параметрами биполярного транзистора?