Файл: laby_2_semestr_fizika.pdf

211 

оси  абсцисс  (i

э

)  согласно  формуле  (12.16)  определить  коэффициент 

усиления транзистора по току  . 

Контрольные вопросы 

1. Что представляет из себя полупроводниковый транзистор? 
2. Описать  принцип  работы  транзистора,  включенного  по  схеме  с 

общей базой. 

3. Усиление  каких  параметров  электрического  сигнала  позволяет 

получить схема включения с общей базой? 

4. Дать  определение  коэффициентам  усиления  электрического 

сигнала по току и напряжению. 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 134 

Исследование параметров кристаллического 

триода (транзистора), включенного по схеме с 

общим эмиттером 

Цель работы: снятие вольт–амперных характеристик триода в схеме 

с общим эмиттером 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.  

На  рис.12.17  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 общим эмиттером, как показано на рис.12.18. 
На  схеме  u

1

  и  u

2

  –  источники  внешнего  напряжения  в  цепях  базы  и 

n 

р 

р 

Рис. 12.17 

n 

n 

р 

212 

коллектора,  R

1

  и  R

2

    регулируемые  сопротивления  в  цепях  базы  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  к  коллектору 
прикладывается  отрицательное  по  отношению  к  базе  напряжение,  т.е. 
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 отводится в электрическую цепь базы (обычно порядка 1% всех 
диффундировавших  дырок).  В  основном  эти  дырки  подхватываются 
контактным  полем  перехода  база–коллектор  и  переходят  в  цепь 
коллектора. В типичных транзисторах небольшой входной ток в цепи 
базы  позволяет  управлять  примерно  в  100  раз  большим  током  в  цепи 

коллектора,  то  есть  схема  включения  с 
общим  эмиттером  позволяет  получить 
усиление входного сигнала по току. 

Коэффициентом  усиления  по  току 

называется  отношение  изменения  тока 
в  цепи  коллектора  к  изменению  тока  в 
цепи базы  

з

k

i

i

  при u

к

 = const     (12.17) 

n 

К 

Б 

Э 

Рис. 12.18 

р 

u

1

р 

k

E



k

E



mA

mA

i

Б

i

э

i

k

R

2

R

1

V

k

u

2

i

Б

 = 80мкА

i

Б

 = 20мкА

Рис. 12.19 

i

k

u

k

213 

Вид  зависимости  тока  от  напряжения  в  цепи  коллектора  при 

различных  значениях  тока  в  цепи  базы  i

Б

  (вольт 

  амперные 

характеристики  транзистора)  показан  на  рис.12.19.  Величина  тока  в 
цепи коллектора i

k

 регулируется значением тока в цепи базы i

Б

. 

 Экспериментальная установка 

Для исследования характеристик полупроводникового транзистора, 

включенного по схеме с общим эмиттером, предназначена экспериментальная 
установка, общий вид которой приведен на рис.12.20. 

Величину тока базы i

Б

 в исследуемом транзисторе 4 устанавливают 

с  помощью  регулируемого  входного  сопротивления  R

1 

и  измеряют 

микроамперметром  3.  Сопротивлением  R

2

  изменяют  напряжение  u

k

  в 

цепи  база коллектор,  которое  измеряется  вольтметром  1.  Ток  в  цепи 
коллектора i

k

 измеряется зеркальным миллиамперметром 2. 

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. 

4 

вкл. 

3 

2 

1 

R

2

Рис. 12.20 

i

Б

А 

i

k

mА 

u

k

R

1

214 

3. Потенциометром  R

1

  установить  ток  в  цепи  базы  i

Б

  =  20  мкА. 

Потенциометром R

2

 установить напряжение в цепи коллектора  u

k

 = 0. 

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 базы i

Б

. Выше 10 В напряжение между коллектором и эмиттером 

u

k

 не подавать! Результаты измерений занести в табл. 12.5. 

Таблица 12.5 

i

Б

=20мкА  i

Б

=40мкА  i

Б

=60мкА 

i

Б

=80мкА  i

Б

=100мкА 

№ 

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 базы i

Б

 = 40, 60, 80, 100 мкА. Результаты 

измерений записать в табл.12.5. 

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

характеристики i

k

 = f(u

k

) при i

Б

 = const, как показано на рис.12.19. 

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

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  базы  i

Б

.  Результаты  занести  в 

табл.12.6. 

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

цепи базы i

k

 = f(i

Б

). По угловому коэффициенту наклона графика к оси 

абсцисс  (i

Б

)  согласно  формуле  (12.17)  определить  коэффициент 

усиления транзистора по току  . 

215 

Таблица 12.6 

№ 

п.п 

i

Б

мкА 

i

k

мА 

1 

0 

2 

20 

3 

40 

4 

60 

5 

80 

6 

100 

Контрольные вопросы 

1. Что представляет из себя полупроводниковый транзистор? 
2. Описать  принцип  работы  транзистора,  включенного  по  схеме  с 

общим эмиттером. 

3. Каким  образом  в  схеме  с  общим  эмиттером  получают  усиление 

электрического сигнала по току? 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 135 

Исследование температурной зависимости 

электропроводности полупроводников 

Цель 

работы: 

Изучение 

зависимости 

электропроводности  

полупроводника  от  температуры  и  определение  энергии  ионизации 
примесей  Е

i

. 

Методика измерений 

В  данной  работе  исследуется  электропроводность  примесного 

проводника  в  области  невысоких  температур,  в  которой  собственная 
проводимость 

не 

проявляется. 

В 

этом 

случае 

удельная 

электропроводность будет определяться формулой (12.5) 

kT

2

E

exp

С

i

, 

где  Е

i

  –  энергия  ионизации  донорных  или  акцепторных  примесей  (в 

зависимости от типа примесного полупроводника), k = 1,38 10

–23

 Дж/К 

– постоянная Больцмана, T – абсолютная температура полупроводника. 

Электропроводность  полупроводника  G  есть  величина,  обратная 

его сопротивлению