|
Вернуться на страницу "Банк студенческих задач"
 Архив разработки (12 Кб, Mathcad-документ)
Биполярный транзистор является наиболее распространенным активным прибором. Транзисторы находят широкое применение во всех отраслях техники. Их используют в качестве усилительных элементов, детекторов, генераторов и т.д.
Принцип действия его основан на использовании двух p-n переходов разделяющих три области с разной полярностью именуемые эмиттером, базой и коллектором. В зависимости от рода полярности различают n-p-n и p-n-p транзисторы. Название “биполярный транзистор” и означает использование носителей зарядов двух полярностей электронов и дырок.
Существует множество математических моделей описывающие различные параметры и принцип работы таких транзисторов.
В данной работе используется математическая модель Эберса - Молла на примере транзистора типа p-n-p. Основными характеристиками, описывающими различные параметры и особенности работы являются входные и выходные характеристики.
Расчет и построение семейства входных и выходных характеристик биполярного транзистора с использованием модели Молла - Эберса.
 - мм ширина базовой области;
Зададим значения для построения выходных характеристик.
|
|
Задайте величину напряжения на коллекторе [B].
Эта величина является переменной и отрицательной т.к. переход база-коллектор включен в обратном направлении.
|
| |
|
|
|
И пять значений напряжения на эмиттере для пяти выходных характеристик. Не забывая, что Uэ = const, Uk = var. |
Здесь задаются справочные величины в зависимости от типа полупроводника. В данном случае это кремний.
Пять значений тока коллектора. Изменяется лишь значение Uэ.
Выходная характеристика.
Представляет зависимость тока коллектора Ik от напряжения приложенного к коллектору Uk.
Рабочим является линейный участок, на котором выбирается рабочая точка и определяются h - параметры. Из графика так же видно, что при дальнейшем увеличении напряжения коллектора ток коллектора уже не изменяется. Лишь при изменении напряжения эмиттера можно добиться сдвига характеристики.
Т.к. эта модель идеализирована на практике вносятся искажения и помехи, которые приводят к искривлению характеристик.
Теперь зададим значения для построения входных характеристик.
|
|
Задайте величину напряжения на эмиттере.
Она для активного прямого режима всегда положительна в связи с тем, что переход эмиттер-база включен в прямом направлении.
Эта величина является переменной и определяет значение тока эмиттера и базы.
|
| |
|
|
|
И три значения напряжения коллектора для трех значений тока эмиттера. Как можно заметить теперь Uэ = var и Uk = const. И обратите внимание, что формула тоже претерпела изменений. Подробный вывод можно посмотреть в книгах указанных в списке используемой литературы. |
Три значения тока эмиттера. Изменяется напряжение коллектора.
Для построения входной характеристики нужно брать зависимость тока базы от напряжения на эмиттере. Для это воспользуемся формулой расчета базового тока, через найденные ранее значения коллекторного и эмиттерного токов.
Три значения базового тока Iб.
Входные характеристики
Они представляют зависимость тока базы Iб от напряжения на эмиттере Uэ.
Эти характеристики имеют квадратичную форму и напоминают вольтамперную характеристику полупроводникового диода.
Можно сказать, что транзистор это два диода включенных навстречу друг другу.
Характеристика красного цвета соответствует отрицательному значению напряжения коллектора. И сколько бы мы не увеличивали это значения график останется неизменным.
Характеристика выделенная синим цветом соответствует нулевому значению напряжения на коллекторе.
А график зависимости черного цвета характеризует напряжение коллектора положительной полярности. При чем незначительное изменение величины напряжения приводит к заметным изменениям тока.
Литература
- Л. Росадо "Физическая электроника и микроэлектроника" М.: Высш. шк., 1991.-351 с. с ил.
- И.П. Степаненко "Основы теории транзисторов и транзисторных схем" изд. 3-е, перераб. и доп. М., "Энергия", 1973.-608с. с ил.
- Б.С. Гершунский "Основы электроника" Киев, "Высшая школа", 1977, 344с.
Вернуться на страницу "Банк студенческих задач"
|
