三極管伏安特性測量

1、課程名稱：電路與電子技術(shù)n 實(shí)驗(yàn)名稱：三極管的伏安特性測量 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿?三、主要儀器設(shè)備（必填）五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理七、討論、心得專業(yè)：測控技術(shù)與儀器 姓名：顏睿學(xué)號：3130103850 日期：地點(diǎn)：東3-211指導(dǎo)老師：扌 成績：實(shí)驗(yàn)類型：9同組學(xué)生姓名： 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?. 理解三極管直流偏置電路的結(jié)構(gòu)和工作原理2. 理解三極管輸入、輸出伏安特性3. 學(xué)習(xí)三極管伏安特性的測試方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 測量三極管的輸入伏安特性2. 測量三極管的輸出伏安特性實(shí)驗(yàn)原理：BJT的共射極組態(tài)的伏

2、安特性1. 共射組態(tài)輸入特性IB= (V BE)| VCE= 常數(shù)VCE=0VVCE 增長時VCE>1V 后2. 共射組態(tài)輸出特性共射組態(tài)輸出特性是以 IB 一定時， IC 與 VCE 之間的關(guān)系。即IC= (VCE)|IB= 常數(shù)整個輸出特性可劃分為三個不同的工作區(qū)域(1) 截止區(qū)截止區(qū)是指圖中IBWO的區(qū)域。使BJT處于截至狀態(tài)的條件是外加電壓使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置，即 Vbe切,Vcb>0。(2) 飽和區(qū)飽和區(qū)相應(yīng)于輸出特性曲線中，靠近坐標(biāo)IC的區(qū)域(VCE W0.7V )。此時，發(fā)射結(jié)正偏，VBE 0.7V ,而集電結(jié)也由反偏轉(zhuǎn)為正偏(VCB=V CE-V BEWO

3、 )。(3) 放大區(qū)放大區(qū)又稱恒流區(qū)，對應(yīng)于輸出特性曲線的水平部分，即IB>0, 且 VCE>0.7V 的區(qū)域。外加電壓必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。三、主要儀器設(shè)備 電子實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、 NPN 型硅三極管 9013四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1. 輸入伏安特性的測量1) Vce=0V測量步驟：1. 設(shè)計(jì)并完成連接電路，ce間開路2. 調(diào)節(jié)輸入回路電源電壓，用萬用表測量be兩端電壓Vbe，再測量Rb兩端電壓，用歐姆定律換算得到基極電流IB3. 重復(fù)上述步驟，測得多組 Vbe和Ib數(shù)據(jù)記錄并作出圖。電路圖連接如下：Vce=0V時仿真輸入特性曲線如下圖:2) Vce=1V測量步驟：1. 設(shè)

4、計(jì)并完成連接電路，ce間連接1V電壓源2. 調(diào)節(jié)輸入回路電源電壓，用萬用表測量 be兩端電壓Vbe，再測量Rb兩端電壓，用歐姆定律換算得到基極電流Ib3. 重復(fù)上述步驟，測得多組Vbe和Ib數(shù)據(jù)記錄并作出圖。電路圖連接:VCE=1V仿真輸入特性曲線如下圖:3）將VCE=OV和VCE=1V兩種情況下的輸入特性曲線放在同一坐標(biāo)系下，可以發(fā)現(xiàn)隨著 VCE的增大,輸入特性曲線右移，仿真如下圖所示：2. 輸出伏安特性的測量1） Ib=16uA測量步驟：1. 設(shè)計(jì)并完成連接電路2. 將萬用表連接在 Rb兩端，調(diào)整輸入回路電壓源，使得Ib=16uA （即電壓表示數(shù)為1.6V），調(diào)整完成不要再動3. 調(diào)節(jié)輸出

5、回路電源電壓，用萬用表測量ce兩端電壓Vce，再測量Rc兩端電壓，用歐姆定律換算得到集電極電流Ic4. 重復(fù)第三步，測得多組 Vce和Ic數(shù)據(jù)記錄并作出圖。電路連接如下圖:仿真得到I b=16uA時，輸出特性曲線如圖示:2） Ib=40uA測量步驟：1. 設(shè)計(jì)并完成連接電路2. 將萬用表連接在 Rb兩端，調(diào)整輸入回路電壓源，使得Ib=40uA （即電壓表示數(shù)為 4V），調(diào)整完成不要再動3. 調(diào)節(jié)輸出回路電源電壓，用萬用表測量ce兩端電壓Vce，再測量Rc兩端電壓，用歐姆定律換算得到集電極電流Ic4. 重復(fù)第三步，測得多組 Vce和Ic數(shù)據(jù)記錄并作出圖。電路連接如下圖:II40uAd;仿真Ib=

6、40uA時的輸出曲線如圖示:五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1)輸入曲線:a)VcE=OVVbe(V)UR(mV)Ib(uA)0.416000.4320.020.454.60.0460.466.40.0640.479.20.0920.4813.50.1350.48516.90.1690.4918.20.1820.5300.30.52640.640.54130.11.3010.55188.71.8870.562752.750.585875.870.6124512.45根據(jù)表格數(shù)據(jù)作出圖像b)V ce=1VVbe(V)UR(mV)Ib(uA)0.417000.43000.45000.470.50.0050.

7、491.30.0130.5130.030.5512.40.1240.5725.90.2590.5952.30.5230.675.20.7520.611051.050.621531.530.632262.260.643213.210.655585.580.6670070.67102510.250.68146414.640.7312031.2根據(jù)表格數(shù)據(jù)作出圖像得C）將Vce=OV和Vce=1V時的輸入特性曲線放在同一坐標(biāo)系下353025Ag>(<mE20525201510>0nB> (<n)s-5-0500.70.80.91.00.00.10.20.30.40.50

8、.6VBE (V)2）輸出特性曲線a) i b=16uArc=2.4kVce(V)Ur(V)lc(mA)0000.051.5060.62750.061.660.6916670.072.481.0333330.082.961.2333330.13.241.350.134.421.8416670.176.772.8208330.36.92.8750.56.942.8916670.76.952.89583316.992.912527.062.94166737.172.987547.253.02083357.273.02916767.383.075做出圖像得3(<旦 05VCE (V)b) i

9、b=40uArc=270VCE(V)Ur(V)lc(mA)0000.0750.4371.620.090.62.220.121.1584.290.21.7376.430.31.927.110.41.9327.160.51.9427.1911.9777.3222.027.4852.137.89作出圖像得IC<Ec）將ib=16uA 和ib=40uA 時的輸出特性曲線放在同一坐標(biāo)系下VH9L"-<E) 0_0 n* i1 i i' i i1 i1 F °01234567VCE （V）六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1）三極管伏安特性測量電路參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)a.輸入特性曲線測量中

10、：在輸入回路中，電源是由5V直流恒壓源轉(zhuǎn)換得到的可控電壓源（05V），電阻選擇阻值為100k 的定值電阻。這里的考慮是在輸入特性測量中，晶體管 be間的壓降約為0.7V，電阻選擇過小會使IB過大從 而導(dǎo)致集電結(jié)電流IC過大，燒壞晶體管；電阻又不能太大，使測量過程中IB過?。▊€人覺得最好要大于30uA ）從而無法做出完整的輸入特性曲線。100k 電阻，IB的最大值為（5-0.7）V / 100k=43uA，可以滿足實(shí)驗(yàn)需求。在實(shí)驗(yàn)中，電流IB無法通過電流表直接測得，故采取測量電阻兩端電壓通過歐姆定律計(jì)算得到b.輸出特性曲線測量中：輸入回路中要保證IB的值。IB是恒流，在測量過程中會涉及到晶體管的

11、飽和區(qū)和放大區(qū)，根據(jù)理論知識晶體管的飽和狀態(tài)模型 be 上的壓降為 0.7V0.8V ，放大狀態(tài)模型 be 上的壓降 為 0.7V ，為了保證 IB 的恒定，這里需要選擇一個大阻值電阻與基極串聯(lián)，故選擇 Rb=100k 。在輸出回路中，電源采用 +15V 恒壓源轉(zhuǎn)換得到的可控電壓源（ 015V ），這里需要考慮的是電阻 Rc 上的壓降不宜過大，采用小阻值電阻，保證 VCE 有一定的可調(diào)范圍，例如ib=16uA 時，用的是2.4k的電阻，由實(shí)驗(yàn)前測量得放大系數(shù)=200，則放大狀態(tài)下集電結(jié)電流IC=16uA X200=3.2mA電阻Rc上的壓降為3.2mA X2.4k =7.68V，貝U VCE可調(diào)范圍是07.32V，可以滿足實(shí)驗(yàn)需要。2） 放大系數(shù) 實(shí)驗(yàn)前直接用萬用表測得晶體管放大系數(shù) =200 再由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)間接測量得到 =192197 基本吻合七、討論、心得 思考題（1 ）從伏安特性曲線中可獲得哪些有關(guān)三極管的重要參數(shù)？分別怎樣獲得？答：可以得到放大系數(shù)，由輸出特性曲線放大區(qū)工作的集電極電流lc比