ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Цель работы: изучение принципа работы, характеристик
и параметров биполярных полупроводниковых структур в ин-
тегральном исполнении.
Теоретическое введение
P-n-переходы
P-n-переходы получают в результате образования контакта
между полупроводниками, изготовленными на основе одних
и тех же химических элементов с разным типом электропро-
водности. Эти переходы являются основой абсолютного
большинства приборов.
На рис. 1 представлена типичная энергетическая диаграм-
ма p-n-перехода в равновесном состоянии (без внешнего
электрического поля). На этом же рисунке показано распре-
деление носителей заряда. Как видно, для основных носите-
лей заряда (дырок для p-области и электронов для n-области)
существует потенциальный барьер высотой q ϕ
0
, для неос-
новных же носителей потенциального барьера не существует,
и они проходят через p-n-переход беспрепятственно.
Рис. 1. Энергетическая диаграмма и концентрация носителей заряда
в равновесном p-n-переходе
Поскольку в равновесном состоянии электрического тока
нет, то количество носителей заряда, которые могут перехо-
дить через p-n-переход, должно быть одинаковым. Отсюда
следует, что количество основных носителей одной области
p-n-перехода, способных преодолеть потенциальный барьер,
должно равняться количеству неосновных носителей другой
области перехода. Тогда высота потенциального барьера:
2. Снятие входных характеристик биполярных тран-
зисторов
В данной лабораторной работе реализована возможность
регистрации входных характеристик биполярных транзисто-
ров в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зависи-
мость напряжения база – эмиттер U
БЭ
от тока базы I
Б
при по-
стоянном напряжении коллектор-эмиттер U
КЭ
.
С помощью управляемого источника тока (УИТ) изменя-
ется ток базы транзистора всегда в диапазоне от нуля до 1 мА,
а U
БЭ
измеряется электронным вольтметром. Можно снять
семейство входных характеристик при различных значениях
напряжения U
КЭ
(от нуля до 5В), задаваемых при помощи
УИН.
3. Снятие выходных характеристик биполярных
транзисторов
В данной лабораторной работе реализована возможность
регистрации выходных характеристик биполярных транзи-
сторов в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зави-
симость тока коллектора I
К
от напряжения коллектор – эмит-
тер U
КЭ
при постоянном токе базы I
Б
.
С помощью УИН изменяется U
КЭ
транзистора в диапазо-
не от нуля до заданного предельного значения, при этом из-
меряется I
К
. Можно снять семейство выходных характеристик
при различных значениях I
Б
(от нуля до 1 мА), задаваемых
УИТ. Выбор необходимых значений I
Б
осуществляется путем
перемещения движка регулятора тока базы. Правильно выби-
райте предел измерения по току коллектора. При смене зна-
чения I
Б
, как правило, необходимо нажать кнопку “Авто”.
Примерный ход выполнения работы
1. Снять вольт-амперные характеристики всех диодных
схем включения транзисторной структуры.
2. По вольт-амперным характеристикам определить на-
пряжения пробоя и напряжения отпирания (используйте мас-
штабирование для более точного определения этих парамет-
ров).
3. Снять входные и выходные характеристики собствен-
но транзисторной структуры.
3 22
2. Снятие входных характеристик биполярных тран- Цель работы: изучение принципа работы, характеристик
зисторов и параметров биполярных полупроводниковых структур в ин-
В данной лабораторной работе реализована возможность тегральном исполнении.
регистрации входных характеристик биполярных транзисто-
Теоретическое введение
ров в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зависи-
P-n-переходы
мость напряжения база – эмиттер UБЭ от тока базы IБ при по-
стоянном напряжении коллектор-эмиттер UКЭ. P-n-переходы получают в результате образования контакта
С помощью управляемого источника тока (УИТ) изменя- между полупроводниками, изготовленными на основе одних
ется ток базы транзистора всегда в диапазоне от нуля до 1 мА, и тех же химических элементов с разным типом электропро-
а UБЭ измеряется электронным вольтметром. Можно снять водности. Эти переходы являются основой абсолютного
семейство входных характеристик при различных значениях большинства приборов.
напряжения UКЭ (от нуля до 5В), задаваемых при помощи На рис. 1 представлена типичная энергетическая диаграм-
УИН. ма p-n-перехода в равновесном состоянии (без внешнего
3. Снятие выходных характеристик биполярных электрического поля). На этом же рисунке показано распре-
транзисторов деление носителей заряда. Как видно, для основных носите-
В данной лабораторной работе реализована возможность лей заряда (дырок для p-области и электронов для n-области)
регистрации выходных характеристик биполярных транзи- существует потенциальный барьер высотой q ϕ 0 , для неос-
сторов в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зави- новных же носителей потенциального барьера не существует,
симость тока коллектора IК от напряжения коллектор – эмит- и они проходят через p-n-переход беспрепятственно.
тер UКЭ при постоянном токе базы IБ.
С помощью УИН изменяется UКЭ транзистора в диапазо-
не от нуля до заданного предельного значения, при этом из-
меряется IК. Можно снять семейство выходных характеристик
при различных значениях IБ (от нуля до 1 мА), задаваемых
УИТ. Выбор необходимых значений IБ осуществляется путем
перемещения движка регулятора тока базы. Правильно выби-
райте предел измерения по току коллектора. При смене зна-
чения IБ, как правило, необходимо нажать кнопку “Авто”.
Примерный ход выполнения работы Рис. 1. Энергетическая диаграмма и концентрация носителей заряда
1. Снять вольт-амперные характеристики всех диодных в равновесном p-n-переходе
схем включения транзисторной структуры. Поскольку в равновесном состоянии электрического тока
2. По вольт-амперным характеристикам определить на- нет, то количество носителей заряда, которые могут перехо-
пряжения пробоя и напряжения отпирания (используйте мас- дить через p-n-переход, должно быть одинаковым. Отсюда
штабирование для более точного определения этих парамет- следует, что количество основных носителей одной области
ров). p-n-перехода, способных преодолеть потенциальный барьер,
3. Снять входные и выходные характеристики собствен- должно равняться количеству неосновных носителей другой
но транзисторной структуры. области перехода. Тогда высота потенциального барьера:
22 3
