Файл: laby_2_semestr_fizika.pdf

206 

Таблица 12.2 

№ 

п.п. 

u  

В 

u 

В 

i 

мА 

R

i

Ом 

lnR

i 

– 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

 
8. Построить  график  зависимости  сопротивления  от  напряжения  в 

полулогарифмическом масштабе: lnR

i

 = f( u ). 

Контрольные вопросы 

1. Что называется коэффициентом выпрямления полупроводникового 

кристаллического диода? 

2. В  чем  заключается  метод  графического  дифференцирования  для 

нахождения сопротивления R

i

 диода при прямом включении? 

3. Объясните  вид  вольт–амперной  характеристики  диода  для 

прямого и обратного напряжения. 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 133 

Исследование параметров кристаллического 

триода (транзистора), включенного по схеме с 

общей базой 

Цель работы: снятие вольт–амперных характеристик триода в схеме 

с общей базой и определение коэффициента усиления по току. 

Методика измерений 

Полупроводниковые  триоды  (транзисторы)  представляют  собой 

совокупность двух p–n переходов, полученных тем или иным способом 
в одном полупроводящем кристалле.  

n 

р 

р 

Рис. 12.13 

n 

n 

р 

207 

На  рис.12.13  показано  схематическое  изображение  транзисторов 

типа p–n–p и n–p–n. 

Транзисторы  имеют  три  области.  Одна  из  крайних  областей, 

являющаяся источником электронов или дырок, называется эмиттером 
(Э),  средняя  область  –  базой  (Б),  область,  собирающая  заряды,  – 
коллектором (К). 

В  работе  исследуется  германиевый  транзистор  p–n–p  типа, 

включенный по схеме с общей базой, как показано на рис.12.14. 

На  схеме  u

1

  и  u

2

  –  источники  внешнего  напряжения  в  цепях 

эмиттера  и  коллектора  (u

1 

=  3 В,  u

2

  =  12 В),  R

1

  и  R

2

    регулируемые 

сопротивления в цепях эмиттера и коллектора. 

Как  видно  из  схемы,  переход  эмиттер–база  включен  в  прямом 

направлении  (т.е.  внешнее  напряжение  u

1

  уменьшает  контактную 

разность  потенциалов  р–n  перехода  эмиттер–база);  а  переход  база–
коллектор  включен  в  обратном  (запирающем)  направлении. 
Следовательно,  из  эмиттера  в  базу  течет  достаточно  большой  по 
величине  диффузионный  ток,  созданный  основными  носителями 
заряда (дырками). Так как толщина базы обычно весьма мала (порядка 
нескольких микрометров), то только очень малая часть прибывающих 
из  эмиттера  дырок  рекомбинирует  с  основными  носителями  базы 
(электронами).  В  основном  эти  дырки  подхватываются  контактным 
полем перехода база–коллектор и переходят в цепь коллектора.  

Таким  образом,  ток  через  коллектор  значительно  увеличивается  и 

становится  почти  равным  току  через  эмиттер.  Ясно,  что  всякое 
изменение тока в цепи эмиттера будет вызывать изменение тока в цепи 
коллектора. 

Коэффициентом  усиления  по  току  называется  отношение  приращения 

тока коллектора к соответствующему приращению тока эмиттера 

n 

К 

Б 

Э 

Рис. 12.14 

р 

u

2

u

1

р 

k

E



k

E



mA

mA

i

Б

i

э

i

k

R

2

R

1

V

k

V

э

208 

э

k

i

i

  при u

к

 = const 

(12.16) 

Значения    несколько  меньше  единицы,  что  объясняется  двумя 

причинами:  а) частичной  рекомбинацией  диффундировавших  из 
эмиттера  в  базу  дырок  с  основными  носителями  базы  –  электронами; 
б) незначительным ответвлением тока эмиттера в цепь базы 

з

k

э

i

i

i

, 

где i

Б 

мал. Поскольку   < 1, то при включении транзистора по схеме с 

общей базой усиление по току получить нельзя. 

Данная схема включения транзистора позволяет получить усиление 

входного сигнала по напряжению и мощности. Так как переход база–
коллектор    включен  в  запирающем  (обратном)  направлении,  то  его 
сопротивление  велико,  поэтому  последовательно  с  ним  можно 
подключить сопротивление R

2

, значительно большее сопротивления R

1

. 

Следовательно,  выходное  напряжение 

2

э

2

k

k

R

i

R

i

u

  будет 

значительно больше входного напряжения 

1

э

э

R

i

u

. 

Коэффициент усиления по напряжению 

1

u

u

э

k

.  

Вид  зависимости  тока  от 

напряжения  в  цепи  коллектора 
при  различных  значениях  тока  в 
цепи  эмиттера  i

э

(вольт 

амперные 

характеристики 

транзистора) показан на рис.12.15. 
Зависимости  имеют  очень  малый 
наклон, что обусловлено большим 
выходным 

сопротивлением. 

Величина  тока  в  цепи  коллектора 
i

k

  задается  значением  тока  в  цепи 

эмиттера i

э

.  

Экспериментальная установка 

Для исследования характеристик полупроводникового транзистора, 

включенного 

по 

схеме 

с 

общей 

базой, 

предназначена 

экспериментальная  установка,  общий  вид  которой  приведен  на 
рис.12.16. 

Величину  тока  эмиттера  i

э

  в  исследуемом  транзисторе  2 

устанавливают с помощью регулируемого входного сопротивления R

1 

и измеряют миллиамперметром 1.  

Рис. 12.15 

i

э

 = 2мА

i

э

 = 6мА

u

k

i

k

209 

Сопротивлением 

R

2

изменяют 

напряжение 

u

k

в 

цепи 

база коллектор,  которое  измеряется  вольтметром  4.  Ток  в  цепи 
коллектора i

k

 измеряется зеркальным миллиамперметром 3. 

Порядок выполнения работы 

1. Подключить установку тумблером к сети. 
2. Определить  цену  деления  применяемых приборов.  Цена  деления 

амперметра или вольтметра определяется по формулам 

N

u

u

или

N

i

i

max

0

max

0

, 

где i

max

  u

max

  –  предел  измерения  амперметра  или  вольтметра  (написан 

на приборе), N – общее число делений шкалы прибора. 

3. Потенциометром  R

1

  установить  ток  в  цепи  эмиттера  i

э

  =  2  мА. 

Потенциометром R

2

  установить  напряжение  в цепи  коллектора  u

k

  =  0. 

Измерить  ток  в  цепи  коллектора  i

k

.  Результат  измерения  занести  в 

табл.12.3. 

4. Увеличивая  потенциометром  R

2

  напряжение  в  цепи  коллектора, 

измерить зависимость тока в цепи коллектора i

k

 от напряжения u

k

 = 2, 

4,  6,  8,  10  В.  При  этом  необходимо  следить  за  постоянством  тока  в 
цепи эмиттера i

э

.  Выше  10  В  напряжение  между  коллектором и  базой 

u

k

 не подавать! Результаты измерений занести в табл.12.3. 

4 

вкл. 

3 

2 

1 

R

2

u

k

Рис. 12.16 

i

k

i

э

mА 

mА 

u

э

R

1

210 

Таблица 12.3 

i

э

=2мА 

i

э

=4мА 

i

э

=6мА 

i

э

=8мА 

i

э

=10мА 

№ 

п.п 

u

k

B 

i

k

мA 

i

k

мA 

i

k

мA 

i

k

мA 

i

k

мA 

1 

0 

2 

2 

3 

4 

4 

6 

5 

8 

6 

10 

5. Повторяя  п.п.3,4;  снять  вольт–амперные  характеристики  для 

других значений тока в цепи эмиттера i

э

 = 4, 6, 8, 10 мА. 

6. Выключить установку из сети. 
7. Построить  на  одном  графике  полученные  вольт–амперные 

характеристики i

k

 = f(u

k

) при i

э

 = const, как показано на рис.12.15. 

8. По одной из характеристик найти выходное сопротивление цепи. 

Для этого на линейном участке кривой выбрать интервал  u

k

, определить 

соответствующий  ему  интервал  i

k

  и  по  угловому  коэффициенту 

зависимости рассчитать выходное сопротивление транзистора: 

.

i

u

R

k

k

вых

Таблица 12.4 

№ 

п.п 

i

э

мА 

i

k

мА 

1 

0 

2 

2 

3 

4 

4 

6 

5 

8 

6 

10 

 
9. По  построенным  вольт амперным  характеристикам  найти 

значения  тока  в  цепи  коллектора  i

k

  для  напряжения  u

k

  =  5  В  при 

различных  значениях  тока  в  цепи  эмиттера  i

э

.  Результаты  занести  в 

табл.12.4. 

10. Построить график зависимости тока в цепи коллектора от тока в 

цепи эмиттера i

k

 = f(i

э

). По угловому коэффициенту наклона графика к