- •_____________
- •© Национальный исследовательский университет мэи, 2013
- •Лабораторная работа № 1. Исследование статических вольт-амперных характеристик полупроводниковых диодов
- •Германий (Ge)
- •Предварительное расчетное задание
- •Данные к расчету
- •Рабочее задание
- •Анализ результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2. Исследование температурной зависимости статических вольт-амперных характеристик полупроводниковых диодов
- •Предварительное расчетное задание
- •Предварительное расчетное задание
- •Данные к расчету
- •Рабочее задание
- •Анализ результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4. Исследование статических характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером
- •Предварительное расчетное задание
- •Рабочее задание
- •Анализ результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5. Исследование статических характеристик полевого транзистора с управляющим pn-переходом
- •Предварительное расчетное задание
- •Данные к расчету
- •Рабочее задание
- •Анализ результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6. Исследование статических характеристик полевого транзистора с мдп - структурой
- •Предварительное расчетное задание
- •Данные к расчету
- •Рабочее задание
- •Анализ результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Основные принципы работы и техническая эксплуатация лабораторного комплекса
- •Литература
- •Содержание
Предварительное расчетное задание
Провести расчет основных параметров транзистора: , , Iэ0, Iк0.
Рассчитать входную ВАХ при обратном смещении на коллекторном переходе и выходные ВАХ при = 0; 2 мА; 10 мА.
Данные к расчету
Тип транзистора p-n-p, материал – кремний для нечетных вариантов и германий для четных вариантов.
Концентрация атомов примеси в эмиттере Nаэ =1018 см –3.
Концентрация атомов примеси в базе Ndб = Nж∙1015 см –3, где Nж – номер фамилии студента в журнале группы.
Концентрация атомов примеси в коллекторе Nак =5∙1017см –3.
Протяженность (длина) базы Wб = 1 мкм.
Площади р-n-переходов S = 10000 мкм2.
Время жизни дырок в базе τрб = 100 мкс.
Время жизни электронов в эмиттере τnэ = 10 –9 с.
Время жизни электронов в коллекторе τnк=5∙10 –8 с.
Рабочее задание
Запишите в рабочий журнал тип транзистора и материал, из которого он сделан.
Измерьте и постройте входные вольт-амперные характеристики транзистора при =0;<0;>0.
Измерьте и постройте выходные вольт-амперные характеристики транзистора при =0; при нескольких (не менее трех-пяти) значениях тока эмиттера.
Для инверсного включения выполните измерения и постройте входные и выходные характеристики.
Анализ результатов измерений
1. Построить зависимость входного сопротивления транзистора rвх = ∆Uэб / ∆Iэ от напряжения и тока(в активном режиме).
2. Построить зависимость выходного сопротивления транзистора rвых = ∆/∆Iк от напряжения (при различных значениях тока эмиттера).
3. Постройте зависимость коэффициента передачи тока от тока эмиттера при фиксированном значении(|| > 3 В), а так же зависимость коэффициента инверсной передачи токаот тока коллектора при фиксированном значении(|| > 3 В).
Контрольные вопросы
1. От каких конструктивно-технологических параметров зависит коэффициент передачи транзистора по току?
2. Каковы возможные причины появления различий в расчетных и экспериментальных характеристиках транзистора?
3. Как определить на характеристиках, снятых в схемах с общей базой, границы активной области, области насыщения и области отсечки?
Лабораторная работа № 4. Исследование статических характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером
Цель работы: изучение принципа работы и приобретение навыков экспериментального исследования ВАХ биполярного полупроводниковых транзисторов.
В транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, имеет место усиление не только по напряжению, но и по току. В соответствии с первым законом Кирхгофа ,,, отсюда с учетомсквозного теплового тока:
. (4.1)
Это выражение определяет семейство выходных ВАХ (рисунок 4.1,а) транзистора с ОЭ (зависимости отпри= const). Множитель перед током – коэффициент усиления по току транзистора с ОЭ, он называетсякоэффициентом передачи тока базы = /(1). У изготавливаемых промышленностью транзисторов типичные значения αN лежат в диапазоне от 0,9 до 0,995, что соответствует от 9 до 200.
а б |
Рис. 4.1. Выходные передаточные ВАХ p-n-p-транзистора с ОЭ |
Коэффициент усиления по мощности транзистора с ОЭ может быть значительным, так как имеется усиление и по току, и по напряжению, поэтому в большинстве усилительных каскадов используется транзистор с ОЭ.
Семейство входных характеристик транзистора с ОЭ (рисунок 4.1, б) представляет собой зависимость (UБЭ) при постоянном . Входное сопротивление транзистора с ОЭ больше входного сопротивления транзистора с ОБ в (+1) раз.
При домашней подготовке необходимо изучить характеристики транзистора при различных схемах включения, рассмотреть особенности работы реальных транзисторов .