Необхідні пояснення дані, переходимо до суті.
Транзистори. Визначення та історія
транзистор - електронний напівпровідниковий прилад, в якому струм в ланцюзі двох електродів управляється третім електродом. (Tranzistors.ru)
Першими були винайдені польові транзистори (1928 рік), а біполярні появилсь в 1947 році в лабораторії Bell Labs. І це була, без перебільшення, революція в електроніці.
Дуже швидко транзистори замінили вакуумні лампи в різних електронних пристроях. У зв'язку з цим зросла надійність таких пристроїв і набагато зменшилися їх розміри. І до цього дня, наскільки б «навороченной» не була мікросхема, вона все одно містить в собі безліч транзисторів (а також діодів, конденсаторів, резисторів і ін.). Тільки дуже маленьких.
До речі, спочатку «транзисторами» називали резистори, опір яких можна було змінювати за допомогою величини напруги, що подається. Якщо відволіктися від фізики процесів, то сучасний транзистор теж можна уявити як опір, залежне від подаваного на нього сигналу.
У чому ж відмінність між польовими і біполярними транзисторами? Відповідь закладений в самих їхніх назвах. В біполярному транзисторі в перенесенні заряду беруть участь і електрони, і дірки ( «біс» - двічі). А в польовому (він же уніполярний) - або електрони, або дірки.
Також ці типи транзисторів різняться по областям застосування. Біполярні використовуються в основному в аналоговій техніці, а польові - в цифровий.
І на останок: основна область застосування будь-яких транзисторів - посилення слабкого сигналу за рахунок додаткового джерела живлення.
Біполярний транзистор. Принцип роботи. Основні характеристики
Біполярний транзистор складається з трьох областей: емітера, бази і колектора, на кожну з яких подається напруга. Залежно від типу провідності цих областей, виділяють n-p-n і p-n-p транзистори. Зазвичай область колектора ширше, ніж емітера. Базу виготовляють з слаболегірованних напівпровідника (через що вона має великий опір) і роблять дуже тонкою. Оскільки площа контакту емітер-база виходить значно менше площі контакту база-колектор, то поміняти емітер і колектор місцями за допомогою зміни полярності підключення можна. Таким чином, транзистор відноситься до несиметричним пристроїв.
Перш, ніж розглядати фізику роботи транзистора, обрисуємо загальну задачу. 
Вона полягають в наступному: між емітером і колектором тече сильний струм ( струм колектора), А між емітером і базою - слабкий керівник ток ( ток бази). Струм колектора буде змінюватися в залежності від зміни струму бази. Чому?
Розглянемо p-n переходи транзистора. Їх два: емітер-база (ЕБ) і база-колектор (БК). В активному режимі роботи транзистора перший з них підключається з прямим, а другий - зі зворотним зсувами. Що ж при цьому відбувається на p-n переходах? Для більшої визначеності будемо розглядати n-p-n транзистор. Для p-n-p все аналогічно, тільки слово «електрони» потрібно замінити на «дірки».
Оскільки перехід ЕБ відкритий, то електрони легко «перебігають» в базу. Там вони частково рекомбінують з дірками, але б пробільша їх частина через малу товщини бази і її слабкою легування встигає добігти до переходу база-колектор. Який, як ми пам'ятаємо, включений зі зворотним зміщенням. А оскільки в основі електрони - неосновні носії заряду, то електіріческое поле переходу допомагає їм подолати його. Таким чином, струм коллетора виходить лише трохи менше струму емітера. А тепер слідкуйте за руками. Якщо збільшити струм бази, то перехід ЕБ відкриється сильніше, і між емітером і колектором зможе проскочити більше електронів. А оскільки струм колектора спочатку більше струму бази, то ця зміна буде вельми і вельми помітно. Таким чином, відбудеться посилення слабкого сигналу, що надійшов на базу. Ще раз: сильна зміна струму колектора є пропорційним відображенням слабкої зміни струму бази.
Пам'ятаю, моєї одногрупниці принцип роботи біполярного транзистора пояснювали на прикладі водопровідного крана. Вода в ньому - струм колектора, а керуючий струм бази - то, наскільки ми повертаємо ручку. Достатньо невеликого зусилля (керуючого впливу), щоб потік води з крана збільшився.
Крім розглянутих процесів, на p-n переходах транзистора може відбуватися ще ряд явищ. Наприклад, при сильному збільшенні напруги на переході база-колектор може початися лавинне розмноження заряду через ударної іонізації. А укупі з тунельним ефектом це дасть спочатку електричний, а потім (з зростанням струму) і тепловий пробій. Однак, тепловий пробій в транзисторі може наступити і без електричного (тобто без підвищення колекторного напруги до пробивної). Для цього буде достатньо одного надмірного струму через колектор.
Ще одне явища пов'язано з тим, що при зміні напруги на колекторному і емітерний переходах змінюється їх товщина. І якщо база занадто тонка, то може виникнути ефект змикання (так званий «прокол» бази) - з'єднання колекторного переходу з емітерним. При цьому область бази зникає, і транзистор перестає нормально працювати.
Колекторний струм транзистора в нормальному активному режимі роботи транзистора більше струму бази в певну кількість разів. Це число називається коефіцієнтом посилення по току і є одним з основних параметрів транзистора. позначається воно h21. Якщо транзистор включається без навантаження на колектор, то при постійній напрузі колектор-емітер відношення струму колектора до струму бази дасть статичний коефіцієнт посилення по току. Він може дорівнювати десяткам або сотням одиниць, але варто враховувати той факт, що в реальних схемах цей коефіцієнт менше через те, що при включенні навантаження струм колектора закономірно зменшується.
Другим важливим параметром є вхідний опір транзистора. Відповідно до закону Ома, воно являє собою відношення напруги між базою і емітером до керуючого струму бази. Чим воно більше, тим менше струм бази і тим вище коефіцієнт посилення.
Третій параметр біполярного транзистора - коефіцієнт посилення по напрузі. Він дорівнює відношенню амплітудних або діючих значень вихідної (емітер-колектор) і вхідного (база-емітер) змінної напруги. Оскільки перша величина зазвичай дуже велика (одиниці і десятки вольт), а друга - дуже маленька (десяті частки вольт), то цей коефіцієнт може досягати десятків тисяч одиниць. Варто зазначити, що кожен керуючий сигнал бази має свій коефіцієнт посилення по напрузі.
Також транзистори мають частотну характеристику, Яка характеризує здатність транзистора підсилювати сигнал, частота якого наближається до граничної частоті посилення. Справа в тому, що зі збільшенням частоти вхідного сигналу коефіцієнт посилення знижується. Це відбувається через те, що час протікання основних фізичних процесів (час переміщення носіїв від емітера до колектора, заряд і розряд бар'єрних ємнісних переходів) стає таким же періодом зміни вхідного сигналу. Тобто транзистор просто не встигає реагувати на зміни вхідного сигналу і в якийсь момент просто перестає його посилювати. Частота, на якій це відбувається, і називається граничної.
Також параметрами біполярного транзистора є:
- зворотний струм колектор-емітер
- час включення
- зворотний струм колектора
- максимально допустимий струм
Умовні позначення n-p-n і p-n-p транзисторів відрізняються тільки напрямком стрілочки, що позначає емітер. Вона показує те, як тече струм в даному транзисторі.
Режими роботи біполярного транзистора
Розглянутий вище варіант являє собою нормальний активний режим роботи транзистора. Однак, є ще кілька комбінацій відкритості / закритості p-n переходів, кожна з яких представляє окремий режим роботи транзистора.- Інверсний активний режим. Тут відкрито перехід БК, а ЕБ навпаки закритий. Підсилювальні властивості в цьому режимі, природно, гірше нікуди, тому транзистори в цьому режимі використовуються дуже рідко.
- режим насичення. Обидва переходу відкриті. Відповідно, основні носії заряду колектора і емітера «біжать» в базу, де активно рекомбинируют з її основними носіями. Через що виникає надмірності носіїв заряду опір бази і p-n переходів зменшується. Тому ланцюг, що містить транзистор в режимі насичення можна вважати короткозамкненою, а сам цей радіоелемент представляти у вигляді еквіпотенційної точки.
- режим відсічення. Обидва переходу транзистора закриті, тобто ток основних носіїв заряду між емітером і колектором припиняється. Потоки неосновних носіїв заряду створюють тільки малі і некеровані теплові струми переходів. Через бідність бази і переходів носіями зарядів, їх опір сильно зростає. Тому часто вважають, що транзистор, що працює в режимі відсічення, являє собою розрив ланцюга.
- Бар'єрний режим В цьому режимі база безпосередньо або через малий опір замкнута з колектором. Також в колекторну або емітерний ланцюг включають резистор, який задає струм через транзистор. Таким чином виходить еквівалент схеми діода з послідовно включеним опором. Цей режим дуже корисний, оскільки дозволяє схемою працювати практично на будь-якій частоті, у великому діапазоні температур і невимогливий до параметрів транзисторів.
Схеми включення біполярних транзисторів
Оскільки контактів у транзистора три, то в загальному випадку харчування на нього потрібно подавати від двох джерел, у яких разом виходить чотири виведення. Тому на один з контактів транзистора доводиться подавати напругу однакового знака від обох джерел. І в залежності від того, що це за контакт, розрізняють три схеми включення біполярних транзисторів: із загальним емітером (ОЕ), загальним колектором (ОК) і загальною базою (ПРО). У кожної з них є як переваги, так і недоліки. Вибір між ними робиться в залежності від того, які параметри для нас важливі, а якими можна поступитися.
Схема включення із загальним емітером
Ця схема дає найбільше посилення по напрузі і струму (а звідси і по потужності - до десятків тисяч одиниць), в зв'язку з чим є найбільш поширеною. Тут перехід емітер-база включається прямо, а перехід база-колектор - назад. А оскільки і на базу, і на колектор подається напруга одного знака, то схему можна живити від одного джерела. У цій схемі фаза вихідного змінної напруги змінюється щодо фази вхідної змінної напруги на 180 градусів.
Але до всіх плюшками схема з ОЕ має і суттєвий недолік. Він полягає в тому, що зростання частоти і температури призводить до значного погіршення підсилюючих властивостей транзистора. Таким чином, якщо транзистор повинен працювати на високих частотах, то краще використовувати іншу схему включення. Наприклад, із загальною базою.
Схема включення із загальною базою
Ця схема не дає значного посилення сигналу, зате хороша на високих частотах, оскільки дозволяє більш повно використовувати частотну характеристику транзистора. Якщо один і той же транзистор включити спочатку за схемою з загальним емітером, а потім із загальною базою, то в другому випадку буде спостерігатися значне збільшення його граничної частоти підсилення. Оскільки при такому підключенні вхідний опір низьке, а вихідний - не дуже велике, то зібрані за схемою з ПРО каскади транзисторів застосовують в антенних підсилювачах, де хвильовий опір кабелів зазвичай не перевищує 100 Ом.
У схемі із загальною базою не відбувається інвертування фази сигналу, а рівень шумів на високих частотах знижується. Але, як уже було сказано, коефіцієнт посилення по току у неї завжди трохи менше одиниці. Правда, коефіцієнт посилення по напрузі тут такий же, як і в схемі з загальним емітером. До недоліків схеми із загальною базою можна також віднести необхідність використання двох джерел живлення.
Схема включення із загальним колектором
Особливість цієї схеми в тому, що вхідна напруга повністю передається назад на вхід, т. Е. Дуже сильна негативний зворотний зв'язок.
Нагадаю, що негативною називають таку зворотний зв'язок, при якій вихідний сигнал подається назад на вхід, ніж знижує рівень вхідного сигналу. Таким чином відбувається автоматичне коректування при випадковій зміні параметрів вхідного сигналу
Коефіцієнт посилення по струму майже такий же, як і в схемі з загальним емітером. А ось коефіцієнт посилення по напрузі маленький (основний недолік цієї схеми). Він наближається до одиниці, але завжди менше її. Таким чином, коефіцієнт посилення за проектною потужністю виходить рівним всього декільком десяткам одиниць.
У схемі з загальним колектором фазовий зсув між вхідним і вихідним напругою відсутній. Оскільки коефіцієнт посилення по напрузі близький до одиниці, вихідна напруга по фазі і амплітуді збігається з вхідним, т. Е. Повторює його. Саме тому така схема називається емітерний повторювачем. Емітерним - тому, що вихідна напруга знімається з емітера відносно загального проводу.
Таке включення використовують для узгодження транзисторних каскадів або коли джерело вхідного сигналу має високий вхідний опір (наприклад, п'єзоелектричний звукознімач або конденсаторний мікрофон).
Два слова про каскадах
Буває таке, що потрібно збільшити вихідну потужність (тобто збільшити колекторний струм). У цьому випадку використовують паралельне включення необхідного числа транзисторів.
Природно, вони повинні бути приблизно однаковими за характеристиками. Але необхідно пам'ятати, що максимальний сумарний колекторний струм не повинен перевищувати 1,6-1,7 від граничного струму колектора будь-якого з транзисторів каскаду.
Проте (спасибі wrewolf за зауваження), у випадку з біполярними транзисторами так робити не рекомендується. Тому що два транзистора навіть одного тіпономінала хоч трохи, але відрізняються один від одного. Відповідно, при паралельному включенні через них будуть текти струми різної величини. Для вирівнювання цих струмів в емітерний ланцюга транзисторів ставлять балансні резистори. Величину їх опору розраховують так, щоб падіння напруги на них в інтервалі робочих струмів було не менше 0,7 В. Зрозуміло, що це призводить до значного погіршення ККД схеми.
Може також виникнути необхідність в транзисторі з гарною чутливістю і при цьому з хорошим коефіцієнтом посилення. У таких випадках використовують каскад з чутливого, але малопотужного транзистора (на малюнку - VT1), який управляє енергією харчування більш потужного побратима (на малюнку - VT2). 
Інші області застосування біполярних транзисторів
Транзистори можна застосовувати не тільки схемах посилення сигналу. Наприклад, завдяки тому, що вони можуть працювати в режимах насичення і відсічення, їх використовують в якості електронних ключів. Також можливе використання транзисторів в схемах генераторів сигналу. Якщо вони працюють в ключовому режимі, то буде генеруватися прямокутний сигнал, а якщо в режимі посилення - то сигнал довільної форми, що залежить від керуючого впливу.маркування
Оскільки стаття вже розрослася до непристойно великого обсягу, то в цьому пункті я просто дам дві хороші посилання, за якими детально розписані основні системи маркування напівпровідникових приладів (в тому числі і транзисторів): http://kazus.ru/guide/transistors/mark_all .html і файл.xls (35 кб).Корисні коментарі:
http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/133136/#comment_4419173
Теги: Додати теги
Принципова схема досить простого випробувача малопотужних транзисторів приведена на рис. 9. Він являє собою генератор звукової частоти, який при справному транзисторі VT збуджується, і випромінювач НА1 відтворює звук.
Рис. 9. Схема простого випробувача транзисторів
Пристрій працює від батареї GB1 типу 3336Л напругою від 3,7 до 4,1 В. Як звуковипромінювача використовується високоомний телефонний капсуль. При необхідності перевірки транзистора структури n-p-n досить поміняти полярність включення батареї живлення. Цю схему можна також використовувати в якості звукового сигналізатора, керованого вручну кнопкою SA1 або контактами будь-якого пристрою.
2.2. Прилад для перевірки справності транзисторів
Кірсанов В.
За допомогою цього нескладного приладу можна перевіряти транзистори, які не випаюючи їх з того пристрою, в якому вони встановлені. Необхідно лише відключити там харчування.
Принципова схема приладу приведена на рис. 10.
Рис. 10. Схема приладу для перевірки справності транзисторів
Якщо висновки випробуваного транзистора V x підключити до приладу, він спільно з транзистором VT1 утворює схему симетричного мультивібратора з ємнісний зв'язком, і якщо транзистор справний, мультивибратор буде генерувати коливання звукової частоти, які після посилення транзистором VT2 відтворять звуковипромінювачі В1. За допомогою перемикача S1 \u200b\u200bможна змінити полярність напруги, що надходить на перевіряється транзистор згідно його структурі.
Замість старих германієвих транзисторів МП 16 можна використовувати сучасні кремнієві КТ361 з будь-яким буквеним індексом.
2.3. Випробувач транзисторів середньої та великої потужності
Васильєв В.
За допомогою цього приладу є можливість виміряти зворотний струм колектор-емітер транзистора I КЕ і статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером h 21Е при різних значеннях струму бази. Прилад дозволяє вимірювати параметри транзисторів обох структур. На принциповій схемі приладу (рис. 11) показані три групи вхідних клем. Групи Х2 і ХЗ призначені для підключення транзисторів середньої потужності з різним розташуванням висновків. Група XI - для транзисторів великої потужності.
Кнопками S1-S3 встановлюється струм бази випробуваного транзистора: 1,3 або 10 мА Перемикач S4 можна змінити полярність підключення батареї живлення в залежності від структури транзистора. Стрілочний прилад РА1 магнітоелектричної системи зі струмом повного відхилення 300 мА вимірює струм колектора. Для живлення приладу використовується батарея GB1 типу 3336Л.
Рис. 11. Схема випробувача транзисторів середньої та великої потужності
Перед підключенням випробуваного транзистора до однієї з груп вхідних клем потрібно встановити перемикач S4 в положення, відповідне структурі транзистора. Після його підключення прилад покаже значення зворотного струму колектор-емітер. Потім однією з кнопок S1-S3 включають струм бази і вимірюють струм колектора транзистора. Статичний коефіцієнт передачі струму h 21Е визначається діленням виміряного струму колектора на встановлений струм бази. При обірваному переході струм колектора дорівнює нулю, а при пробитому транзисторі загоряються індикаторні лампи H1, Н2 типу МН2,5-0,15.
2.4. Випробувач транзисторів зі стрілочним індикатором
Вардашкін А.
При використанні цього приладу можна виміряти зворотний струм колектора I КБО і статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером h 21Е малопотужних і потужних біполярних транзисторів обох структур. Принципова схема приладу показана на рис. 12.
Рис. 12. Схема випробувача транзисторів зі стрілочним індикатором
Випробуваний транзистор підключається до клем приладу в залежності від розташування висновків. Перемикачем П2 встановлюється режим вимірювання для малопотужних або потужних транзисторів. Перемикач ПЗ змінює полярність батареї живлення в залежності від структури контрольованого транзистора. Перемикач П1 на три положення і 4 напрямки служить для вибору режиму. У положенні 1 вимірюється зворотний струм колектора I КБО при розімкнутому ланцюзі емітера. Положення 2 служить для установки і вимірювання струму бази I б. У положенні 3 вимірюється статичний ко коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером h 21Е.
При вимірюванні зворотного струму колектора потужних транзисторів паралельно вимірювального приладу РА1 перемикачем П2 підключається шунт R3. Установка струму бази проводиться змінним резистором R4 під контролем стрілочного приладу, який при потужному транзисторі також шунтируется резистором R3. Для вимірювань статичного коефіцієнта передачі струму при малопотужних транзисторах мікроамперметр шунтируется резистором R1, а при потужних - резистором R2.
Схема випробувача розрахована на застосування в якості стрілочного приладу микроамперметра типу М592 (або будь-якого іншого) з струмом повного відхилення 100 мкА, нулем посередині шкали (100-0-100) і опором рамки 660 Ом. Тоді підключення до приладу шунта опором 70 Ом дає межа вимірювання 1 мА, опором 12 Ом - 5 мА, а 1 Ом - 100 мА. Якщо використовувати стрілочний прилад з іншим значенням опору рамки, доведеться перерахувати опору шунтів.
2.5. Випробувач потужних транзисторів
Бєлоусов А.
Цей прилад дозволяє вимірювати зворотний струм колектор-емітер I КЕ, зворотний струм колектора I КБО, а також статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером h 21Е потужних біполярних транзисторів обох структур. Принципова схема випробувача показана на рис. 13.
Рис. 13. Принципова схема випробувача потужних транзисторів
Висновки випробуваного транзистора підключаються до клем ХТ1, ХТ2, ХТЗ, позначених буквами «е», «до» і «б». Перемикач SB2 використовується для перемикання полярності харчування в залежності від структури транзистора. Перемикачами SB1 і SB3 користуються в процесі вимірювань. Кнопки SB4-SB8 призначені для зміни меж вимірювання шляхом зміни струму бази.
Для вимірювання зворотного потоку колектор-емітер натискають кнопки SB1 і SB3. При цьому відключається база контактами SB 1.2 і відключається шунт R1 контактами SB 1.1. Тоді межа вимірювання струму становить 10 мА. Для вимірювання зворотного потоку колектора від'єднують висновок емітера від клеми ХТ1, підключають до неї висновок бази транзистора і натискають кнопки SB1 і SB3. Повний відхилення стрілки знову відповідає току 10 мА.
Науково-популярне видання
На допомогу радіоаматори
Резистори - МЛТ-0,5 (Rl, R3), МЛТ-1 (R5), МЛТ-2 (R2, R6, R7) і дротяний (R4), виготовлений з дроту з високим питомим опором. Лампа HL1 - МНЗ, 5-0,28. Стрілочний індикатор - типу М24 зі струмом повного відхилення стрілки 5 мА. Діоди можуть бути інші, розраховані на випрямлений струм до 0,7 A (VD6 - VD9) і 100 мА (інші).
Рис. 8. Зовнішній вигляд випробувача потужних транзисторів
Рис. 9. Шкала відліку індикатора
Прилад змонтований в корпусі розмірами 280х 170X130 мм (рис. 8). Деталі розпаяні на висновках пе-реключателей і на монтажній платі, укріпленої на затисках індикатора. Як і в попередньому випадку, до приладу виготовлений (рис. 9), дублі-ючий шкалу відліку.
Налагодження приладу зводиться до установки вказано-них струмів емітера підбором резисторів R4 і R5. Кон-троль струму ведуть по падінню напруги на резисторах R6, R7. Резистор R1 підбирають таким, щоб з-спротиву його і індикатора РА1 була в 9 разів -ше опору резистора R2.
Науково-популярне видання
На допомогу радіоаматори
випуск 100
Видавництво ДОСААФ СРСР, 1988
Дорогі читача!
Понад три десятиліття тому на прилавках магази-нів з'явився перший випуск збірника «На допомогу ра-діолюбітелю». від року зростала його популярність: тираж зріс майже в 10 разів, а опубліковані матеріали відображали зростання професійної майстерності радіо-любителів, пов'язаний з розвитком радіотехніки в це-.
Все нове, цікаве, як правило, відразу появля- на сторінках збірника. На зміну ламповим прихо-дили транзисторні конструкції, слідом за ними - пристрої на інтегральних мікросхемах.
Для транзисторів структури п-р-п полярність включення живильної батареї GB і вимірювального приладу РА має бути зворотною.
Зворотний струм колектора Iкбо вимірюють при заданому зворотному напрузі на колекторному р-п переході і відключеному емітер (рис. 57, а). Чим він менше, тим вище якість колекторного переходу і стабільність роботи транзистора.
Параметр h21е, що характеризує підсилювальні властивості транзистора, визначають як відношення струму колектора Ік до викликав його току бази IБ, (рис. 57, б), т. Е. H2lе ~ Ік / Iв. Чим більше чисельне значення цього параметра, тим більше посилення сигналу, яке може забезпечити транзистор.
Для вимірювання цих двох основних параметрів малопотужних біполярних транзисторів можна рекомендувати зробити в гуртку приставку до саморобного авометра, описаного вище. Схема такої приставки показана на рис. 58, а. Перевіряється транзистор V підключають висновками електродів до відповідних затискачів «Е», «Б» і «К» приставки, з'єднаної (через затискачі XI, Х2 і провідники з однополюсними штепселями на кінцях) з миллиамперметром авометра, включеного на межу вимірювання «1 мА». Перемикач S2 попередньо встановлюють в положення, відповідне структурі перевіряється транзистора. При перевірці транзистора структури п-р-п з гніздом «Заг.» авометра з'єднують затиск XI приставки (як на рис. 58, а), а при перевірці транзистора структури р-п-р - затиск Х2.
Встановивши перемикач S1 у положення «I КБО», вимірюють спочатку зворотний струм колекторного переходу, а потім, перевівши перемикач S1 у положення «h21е», - статичний коефіцієнт передачі струму. Відхилення стрілки приладу на всю шкалу при вимірі параметра I КБ0 вкаже на пробій колекторного переходу перевіряється транзистора.
Вимірювання параметра h21е відбувається при фіксованому струмі бази, які обмежуються резистором R1 до 10 мкА. При цьому транзистор відкривається і в його колекторної ланцюга (в тому числі через міліамперметр) тече струм, пропорційний коефіцієнту h21е. Якщо, наприклад, прилад фіксує струм 0,5 мА (500 мкА), то коефіцієнт h21е перевіряється транзистора буде 50 (500: 10 \u003d 50). Струм 1 мА (відхилення стрілки приладу до кінцевої позначки шкали), отже, відповідає коефіцієнту h21е 100. Якщо стрілка приладу зашкалює, міліамперметр авометра треба перемкнути на наступний межа вимірювання струму - «10 мА». У цьому випадку вся шкала приладу буде відповідати коефіцієнту h21е, рівному 1000, а кожна десята частина її - 100.
Резистор R2, що обмежує струм в вимірювального ланцюга до 3 мА, потрібен для запобігання псуванню вимірювального приладу через пробою перевіряється транзистора.
Можлива конструкція приставки показана на рис. 58, б. Для лицьовій панелі, розмірами приблизно 130X75 мм, бажано використовувати листової гетинакс або текстоліт товщиною 1,5-2 мм.
Затискачі «Е», «Б» і «К\u003e для підключення висновків транзистора типу« крокодил ». Перемикач виду вимірювань S1 - тумблер ТП2-1, структури транзистора S2 - ТП1-2. Батарею живлення GB1 - 3336Л або складену з трьох елементів 332, кріплять на панелі знизу, там же монтують і обмежувальні резистори R1 і R2. Затискачі (або гнізда) для з'єднання приставки з авометром розміщують в будь-якому зручному місці, наприклад на задній боковій стінці ящика. Зверху на панель наклеюють коротку інструкцію по роботі з приставкою-вимірником. Перевірити працездатність і оцінити підсилювальні властивості транзисторів середньої та великої потужності можна за допомогою простого приладу, схема якого наведена на рис. 59. Перевіряється транзистор V підключають до затискачів, відповідним його електродів. При цьому в колекторний ланцюг транзистора виявляється включеним амперметр РА1 на струм повного відхилення стрілки 1A, а в базову - один з резисторів R1-R4. Опору резисторів підбирають з таким розрахунком, щоб струм базового ланцюга транзистора можна було встановлювати рівним 3, 10, 30 і 50 мА. Таким чином, перевірка транзистора здійснюється за фіксованих токах в базовій ланцюга, що встановлюються перемикачем S1. Джерелом живлення служать три елемента 373, з'єднані послідовно, або низьковольтний випрямляч, що забезпечує напругу 4,5 В при струмі навантаження до 2А.
Чисельне значення статичного коефіцієнта передачі струму перевіряється транзистора визначають як відношення струму колектора до який викликав його току бази. Наприклад, якщо перемикач S1 встановлений на струм бази, рівний 10 мА, а амперметр PA 1 фіксує струм 500 мА, значить, коефіцієнт h21е даного транзистора дорівнює 50 (500: 10 \u003d 50).
Конструкція такого приладу - випробувача транзисторів довільна. Її можна зробити як приставку до авометра, амперметр якого розрахований на вимір постійних струмів до декількох ампер.
Виробляти перевірку транзистора треба якомога швидше, тому що вже при струмі колектора 250 ... 300 мА він починає нагріватися і тим самим робити похибки в результати вимірювань.
Лабораторна робота
Дослідження біполярного транзистора і транзисторного каскаду в режимі малого сигналу.(4 години)
Дослідження залежності струму колектора від струму бази і напруги база-емітер
Аналіз залежності коефіцієнта посилення по постійному струму від струму колектора
Отримання вхідних і вихідних характеристик транзистора
Визначення коефіцієнта передачі по змінному струмі
Дослідження коефіцієнта посилення по напрузі в підсилювачах із загальним емітером і загальним колектором
Визначення фазового зсуву сигналів в підсилювачах
Вимірювання вхідного і вихідного опорів підсилювачів
Короткі відомості з теорії:
Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора визначається як відношення струму колектора I k до току бази I б:
Коефіцієнт передачі струму 
визначається відношенням приросту ΔI до колекторного струму до викликає його приросту базового струму ΔI б:
Диференціальне вхідний опір r вх транзистора в схемі із загальним емітером (ОЕ) визначається при фіксованому значенні напруги колектор-емітер. Воно може бути знайдено як відношення приросту напруги база-емітер до викликаного їм приросту ΔI б струму бази:
Диференціальне вхідний опір r вх транзистора в схемі З 07 через параметри транзистора визначається наступним виразом:
r б - розподілене опір базової напівпровідника,
r е - диференційний опір переходу база-емітер, яке визначається через вираз:
I е - постійний струм емітера в міліампер.
Перший доданок r б у багато разів менше другого, тому:
Диференціальний опір r е переходу база-емітер для біполярного транзистора можна порівняти з диференціальним вхідним опором r вх про транзистора в схемі із загальною базою, яке може бути знайдено за формулою:
Через параметри транзистора це опір визначається виразом:
Перших складових в вираженні можна знехтувати і вважати, що:
У транзисторному каскаді коефіцієнт посилення по напрузі визначається відношенням амплітуд вихідної напруги до вхідного (сигнали синусоїдальної):
Підсилювач із загальним емітером - коефіцієнт посилення по напрузі:
r до - опір в ланцюзі колектора, яке визначається паралельним з'єднанням опору R до і опором навантаження, чию роль може грати, наприклад, наступний підсилювальний каскад:
r е - диференційний опір емітерного переходу, що дорівнює
Для підсилювача з опором R е в ланцюзі емітера коефіцієнт посилення дорівнює:
Вхідний опір підсилювача змінному струмі визначається як відношення амплітуд синусоїдального вхідного напруги і вхідного струму:
Вхідний опір транзистора 
Вхідний опір підсилювача по змінному струмі r вх обчислюється як паралельне з'єднання r i, R 1, R 2.
Значення диференціального вихідного опору схеми по напрузі U хх холостого ходу на виході підсилювача, яке може бути виміряна як падіння напруги на опорі навантаження, що перевищує 200 кОм, І за напругою U вих, виміряного для даного опору навантаження R н з рівняння, що вирішується щодо r вих
опір 
можна вважати розривом в ланцюзі навантаження.
Прилади й елементи:
Біполярний транзистор 2N3904
Джерело постійної ЕРС
Джерело змінної ЕРС
амперметри
вольтметри
осцилограф
резистори
функціональний генератор
Порядок проведення експериментів:
Експеримент 1. Визначення статичного коефіцієнта передачі струму резистора
а) Зібрати схему зі схемою, зображену на малюнку рис. 10_001
Включити схему. Записати результати вимірювання струму колектора, струму бази і напруги колектор-емітер. За отриманими результатами підрахувати статичний коефіцієнт передачі транзистора 
:
б) Змінити наминав джерела ЕРС E б до 2,65В. Включити схему. Записати ті ж дані і підрахувати 
.
в) Змінити наминав джерела ЕРС E до до 5В. Включити схему. Записати ті ж дані і підрахувати 
. Потім встановити E к \u003d 10В.
Експеримент 2. Вимірювання зворотного струму колектора.
На схемі 10_001 змінити номінал джерела ЕРС Е до до 0В. Включити схему. Записати результати вимірювання струму колектора для даних значень струму бази і напруги колектор-емітер.
Експеримент 3.
а) У схемі 10_001 провести вимірювання струму колектора I до для кожного значення E до і E б і заповнити таблицю. За даними таблиці 1 побудувати графік залежності I до від E до.
Таблиця 1.
б) Зібрати схему рис. 10_002.
Включити схему. Замалювати осцилограму вихідної характеристики, дотримуючись масштаб. Повторити вимірювання для кожного значення E б з таблиці 1. Осцилограми вихідних характеристик для різних струмів бази замалювати на одному графіку.
Експеримент 4. Отримання вхідних характеристики транзистора в схемі із загальним емітером.
а) Відкрити файл 10_002. Встановити значення напруги джерела E к \u003d 10В і провести вимірювання струму бази E б, напруга база-емітер U бе, струму емітера I е для різних значень напруги джерела E б відповідно до таблиці 2.
Таблиця 2.
б) Побудувати графік залежності струму бази від напруги база-емітер.
в) Відкрити файл 10_003, включити схему. Замалювати вхідні характеристику транзистора.
ріс.10_003
г) За вхідний характеристиці знайти опір r вх при зміні базового струму з 10мА до 30мА. За формулою:
Записати його значення.
Експеримент 5. Дослідження каскаду з загальним емітером в області малого сигналу
а) Зібрати схему рис. 10_010
Установчі параметри приладів повинні відповідати зображенню.
б) Включити схему. Для усталеного режиму записати результати вимірювань амплітуд вхідного і вихідного сигналів (різниця фаз можна визначити про допомоги Боде-плоттера). За результатами вимірювань амплітуд вхідного і вихідного синусоїдальних напруг обчислити коефіцієнт посилення підсилювача по напрузі.
в) Для схеми на малюнку визначити струм емітера. За його значенням обчислити диференціальне опір rе емітерного переходу. Використовуючи знайдене значення обчислити коефіцієнт посилення каскаду по напрузі.
г) Підключити резистор R д між точкою U вх і конденсатором С1, розімкнувши ключ (space). Включити схему. Виміряти амплітуди вхідного і вихідного напруги. Обчислити нового значення коефіцієнта посилення по напрузі за результатами вимірювання.
д) Перемістити щуп каналу А осцилографа в вузол U б. Знову включити схему і виміряти амплітуду U б напруги в точці U б. Обчислити коефіцієнт посилення по напрузі, вхідний струм за результатами вимірювання U вх і U б. За U вх і i вх обчислити вхідний опір r вх підсилювача.
е) За значенням коефіцієнта посилення струму β, отриманого в експерименті 1 і величиною диференціального опору емітера r е (де взяти?) обчислити вхідний опір транзистора r i. Обчислити значення r вх використовуючи значення опорів R 1, R 2, r i. Результати записати.
ж) Замкнути резистор R д між вузлом U вх і конденсатором C 1, замкнувши ключ (space). Перемістити щуп каналу А осцилографа в вузол U вх. Встановити наминав резистора R 2 2кОм. Потім включити схему і виміряти амплітуди вхідного і вихідного синусоїдального напруги. Використовуючи результати вимірювань, обчислити нове значення коефіцієнта посилення по напрузі.
з) Використовуючи результати вимірювань амплітуди вихідного синусоїдального напруги в пункті б) і пункті ж), значення опору навантаження в пункті ж), обчислити вихідний опір підсилювача.
і) Встановити наминав резистора R н \u003d 200кОм. Переставити щуп каналу В осцилографа в вузол U з і включити схему. Виміряти постійну складову вихідного сигналу і записати результат вимірювання.
к) Повернути щуп каналу В осцилографа в вузол U out. На осцилографі встановити масштаб для входу 10мВ / справ. Прибрати шунтирующий конденсатор Сз і включити схему. Виміряти амплітуди вхідного і вихідного синусоїдального напруги. За результатами вимірювань обчислити значення коефіцієнта посилення каскаду з ОЕ з опором в ланцюзі емітера по напрузі.
л) За величиною опору r е і R е обчислити значення коефіцієнта посилення підсилювача з ОЕ з опором в ланцюзі емітера по напрузі.
Від чого залежить струм колектора транзистора?
Чи залежить коефіцієнт β дс від струму колектора? Якщо так, то в якій мірі? Обгрунтувати відповідь.
Що таке струми витоку транзистора в режимі відсічення?
Що можна сказати по вихідним характеристикам про залежність струму колектора від струму бази і напруги колектор-емітер?
Що можна сказати по вихідний характеристиці про відмінності між базо-емітерний переходом і діодом, зміщеним в прямому напрямку?
Чи однаково значення r вх при будь-якому значенні струму емітера?
Чи однаково значення r е при будь-якому значенні струму емітера?
Як відрізняється практичне значення опору r е від обчисленого за формулою?
Яка відмінність практичного і теоретичного значень коефіцієнта посилення по напрузі?
Як впливає вхідний опір на коефіцієнт посилення по напрузі?
який зв'язок між вхідною напругою (вузол U вх) і напругою на базі (вузол U б) при включенні між ними опору?
який вплив надає зниження опору навантаження на коефіцієнт посилення по напрузі?
Як впливає опір R е на коефіцієнт посилення по напрузі підсилювача?
Яка відмінність практичного і теоретичного значень напруг U б, U е по постійному струму?
Чому значення коефіцієнта посилення по напрузі менше одиниці?
Велико чи значення вихідного опору підсилювача з ОК?
яка різниця фаз вхідного і вихідного синусоїдальних сигналів?
у чому укладено головна перевага схеми підсилювача з ОК? У чому головне призначення цієї схеми?
