Лабораторний практикум з фізики. Частина 3 (ядерна фізика, статистична фізика і термодинаміка, фізика твердого тіла)

Предмет:

Фізика

Тип роботи:

Навчальний посібник

К-сть сторінок:

142

Мова:

Українська

Оцінка:

перебуваючи в області бази, може рекомбінувати з дірками цієї області. Для зменшення процесу рекомбінації електронів в області бази товщину бази виготовляють якомога тоншою із мінімальною концентрацією дірок. При встановленні режиму роботи транзистора кількість дірок в області бази залишається незмінною. Це досягається тим, що з області бази також переходить деяка кількість власних електронів. Це приводить до виникнення струму і. Згідно з першим законом Кірхгофа.

і оскільки в силу уже викладених вище причин , можна записати, що .

Струм бази е небажаним, тому для його зменшення база виготовляється дуже тонкою і слабко легується.

Пряма напруга на емітерному переході Ue суттєво впливає на струм колектора: чим більша Ue, тим більші струми емітера і колектора, причому зміна струму колектора лише незначно відрізняється від струму емітера. Таким чином, напруга Ue, тобто вхідна напруга, керує струмом колектора. Ця особливість роботи транзистора використовується для підсилення електромагнетних хвиль.

Струм емітера керується напругою на емітері, але колектора досягає дещо менший струм. Частина емітерного струму, що проходить через колектор, носить назву струму керування колектора. Причому

Оскільки , то цей струм протікає через всі три області транзистора. В співвідношенні (6) – коефіцієнт передачі струму бази.

Струми транзистора схематично зображені на рис. 8. 6. 3.

Транзистор вмикається в коло таким чином, щоб один із його електродів був спільним для входу і виходу підсилювального або іншого каскаду. Основні схеми включення називаються відповідно із спільним емітером, спільною базою і спільним колектором. Схема включення із спільною базою показана на рис. 8. 6. 4, де Uвx – вхідна змінна напруга, амплітудою Umаx; Uвиx – вихідна напруга амплітудою Umвиx. Остання напруга знімається з навантажувального резистора Rн.

Рис. 8. 6. 3

Коефіцієнт підсилення за струмом

де іmk – максимальний струм колектора; іmе – максимальний струм емітера.

Цей коефіцієнт дещо менший статичного коефіцієнта підсилення за струмом , тому що при включенні Rн струм колектора зменшується. Коефіцієнт підсилення за напругою КU розраховується за формулою

і досягає десятків і сотень одиниць. Характеристики транзистора відображають залежність вхідних і вихідних струмів від вхідних і вихідних напруг.

Рис. 8. 6. 4

В схемі зі спільною базою вхідний струм – струм емітера, вихідний струм – іK, вхідна напруга – Ue, вихідна напруга – UK. Вхідні характеристики – залежності ie=f (Ue) при UK=const. Вхідні характеристики показані на рис. 8. 6. 5.

Рис. 8. 6. 5

Вхідні характеристики слабо залежать від UK, тому що напруга сконцентрована на колекторному переході і струм емітера в основному визначається Ue. Сім'я вихідних характеристик зображена на рис. 8. 6. 6.

Рис. 8. 6. 6

Особливість їх в тому, що струм колектора досить великий навіть при UK=0. Це пояснюється напругою на колекторному переході, яка обумовлена наявністю опору базової області. Крім вхідних і вихідних характеристик на практиці використовуються характеристики керування. Це залежності іK=f (іе) при UK=const і iK=f (Ue) при UK=const. Вони схематично зображені на рис. 8. 6. 7 і 8. 6. 8.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з лабораторною установкою і приладами, якими вона обладнана. Привести установку в робочий стан (рис. 8. 6. 9).

Виділені пунктиром частини лабораторної схеми вмонтовані в корпусі джерела живлення ВИП-010.

Рис. 8. 6. 7 Рис. 8. 6. 8

Рис. 8. 6. 9

2. Зняти вхідну характеристику транзистора I=f (U) при UK=const. Подавати напругу на колектор (між колектором і емітером) можна лише після наявності напруги на базі (між базою і емітером).

Для одержання вхідних характеристик транзистора необхідно установити постійну напругу на колекторі UK; за допомогою потенціометра R1 змінювати напругу на базі U і записати відповідні значення сили струму бази. Вимірювання виконати для двох різних значень напруги на колекторі. Всі виміряні величини занести до таблиці.

3. Зняти сім'ю вихідних характеристик транзистора ІK=f (UK) при I=const.

Подавати напругу на колектор можна лише при наявності напруги на базі.

Установити постійний струм I. Потенціометром R2 змінювати напругу на колекторі UK і записати відповідні значення струму в колі колектора ІK. Вимірювання провести для двох значень струму бази. Всі виміряні величини занести до таблиці.

4. За даними таблиць на міліметровому папері побудувати вхідні і вихідні характеристики транзистора. Зробити необхідні висновки.

Контрольні запитання

1. Власна і домішкова провідності відносно зонної теорії.

2. Контакт електронного і діркового напівпровідників. Як працює р-n-перехід?

3. Як працює транзистор n – р – n типу в активному режимі?

4. Принцип роботи транзистора при різних схемах включення.

Лабораторна робота № 8. 7

ДОСЛДЖЕННЯ ЗМІНИ ПРОВІДНОСТІ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ДІОДІВ ЗАЛЕЖНО ВІД ТЕМПЕРАТУРИ

Мета роботи: встановити закон зміни опору діодів у зворотному напрямі в залежності від зміни температури.

Прилади та матеріали: електронагрівальна піч; термоелектричний термометр; германієвий діод типу Д7А, Д7Ж і