Мета роботи – зняття вхідної і вихідної характеристик транзистора в схемі з спільною базою і визначення його h – параметрів за статичними характеристиками.
Теоретичні відомості
Серед напівпровідникових приладів важлива місце займає транзистор, який застосовується для підсилення і перетворення електричних сигналів і має три виводи. Найбільше розповсюдження отримали транзистори з двома п-р переходами, які називають біполярними, оскільки їх робота основана на використанні носіїв заряду обох знаків. Транзистор побудований на основі напівпровідникової монокристалічної пластини, в якій створені три області з різними типами електропровідності.
Середня область транзистора називається базою, одна крайня область -емітером, а друга - колектором. Таким чином транзистор має два п-р переходи: емітермий - між емітером і базою і колекторний - між базою і колектором. Віддаль між цими переходами повинна бути дуже малою (одиниці мікрометра), окрім цього концентрація домішок у базі завжди иа декілька порядків менша ніж в емітері і колекторі. В залежності від полярності напруги на його переходах, транзистор може працювати в трьох режимах. В активному режимі на емітериому переході напруга пряма, а на колекторному - зворотна. В режимі відсічки або закривання на обидва переходи подасться зворотна напруга. Якщо на обох переходах напруга пряма, то транзистор працює в режимі насичення. Різновидністю активного режиму є інверсне ввімкнення транзистора, коли емітерний перехід зміщений у зворотному, а колекторний в прямому напрямках. Активний режим є основним і використовується в підсилювачах і генераторах.
Оскільки область бази мала, а концентрація дірок в ній низька, то більшість електронів, яка проходить через базу, не встигає рекомбінувати з дірками бази і досягає колекторного переходу. Тільки незначна кількість електронів рекомбінує в базі з її дірками. В результаті рекомбінації виникає струм бази.

Струм бази - це явище небажане, і навіть у багатьох випадках шкідливе. Переважно він складає незначну частину струму емітера.
Повний струм колектора транзистора складає

де - коефіцієнт передачі струму емітера, значення якого переважно складає (0,950,99);
- некерований зворотний струм колектора.
Схема для дослідження, необхідні прилади
Схема для зняття характеристик транзистора при його ввімкненні з спільною базою наведена на рис.1 (полярність джерел живлення показана для випадку дослідження транзистора з провідністю р-п-р типу).
Підбираючи елементи схеми, необхідно знати допустимі значення струмів напруг досліджуваного транзистора. У табл.1 наведені електричні параметри деяких біполярних транзисторів з провідністю типу р-п-р.

Рис.1. Схема для дослідження транзистора з спільною базою
Таблиця 1
Електричні параметри деяких типів транзисторів
Тип
транзистора
Максимально допустимий постійний
Струм колектора
Iк.макс , мА
Максимально допустима напруга між колектором і емітером
Uкв макс , В
Максимально допустима напруга між колектором і
базою
Uкб макс , В
Максимально допустима напруга між емітером і
базою
Uеб макс , В
Максимально допустима потужність, яка розсіюється на колекторі
Pк макс , Вт

П27
6
5
5
5
30

КТ203А
10
60
60
30
150

ГТ109А
20
6
10
5
30

МП41
20
15
15
15
150

КТ361А
50
25
25
4
150

КТ3107А
100
25
30
5
300

КТ503А
150
25
40
5
350


У схемі є два джерела живлення, що дозволяє незалежно змінювати напругу на емітерному і колекторному переходах. При дослідженні малопотужних транзисторів джерелом е.р.с. Е1 може служити сухий елемент чи акумулятор, що дає напругу порядку декількох вольт, а джерелом е.р.с. Е2 - батарея чи випрямляч на (2030) В. Потенціометри R1 і R'1 — низькоомний з опором у декілька десятків Ом. Послідовне ввімкнення цих потенціометрів дозволяє плавно змінювати напругу на ділянці емітер-база. Потенціометр R2 - високоомний (одиниці кілоом). Вимірювальні прилади у вхідному і вихідному колах транзистора повинні бути розраховані на вимірювання постійних струмів і напруг. Доцільно застосовувати прилади магнітоелектричної системи, не забуваючи, що при під'єднати їх у схему необхідно дотримуватися відповідної полярності. Межі вимірювальних приладів повинні бути зручними для зняття вхідних і вихідних характеристик і залежати від значень струмів і напруг у колах досліджуваного транзистора.
Складання і випробування схеми
Досліджуваний транзистор, джерела живлення, вимірювальні прилади і потенціометри з'єднують за схемою, зображеною на рис.1. Після перевірки приступають до випробування схеми. Для цього потенціометром R2 встановлюють напругу на ділянці колектор-база Uкб порядку (5060)% від максимально допустимого значення цієї напруги для досліджуваного транзистора. Підтримуючи цю напругу сталою, змінюють напругу Uеб (за допомогою потенціометрів R1 і R'1 ) і стежать за показами міліамперметра, що вимірює струм емітера Iе значення якого повинно змінюватися в межах, достатніх для зняття вхідної характеристики транзистора.
Потім перевіряють можливість зняття вихідної характеристики, встановлюючи повзунки потенціометрів R1 і R'1 у середнє положення, підтримуючи значення струму емітера Iе , незмінним. Змінюючи напругу Uкб стежать за значенням струму колектора Ік.
Зняття вхідних статичних характеристик транзистора
Iе=f(Uеб) при Uкб=const
Перед зняттям характеристик готують таблицю спостережень (табл.2).
Вхідні статичні характеристики транзистора знімають для двох значень напруги Uкб, для Uкб =0 В і значення напруги Uкб що складає (210) В. Значення напруг U’кб і U”кб залежать від типу досліджуваного транзистора. Для малопотужних транзисторів напругу між базою і емітером Uеб, змінюють потенціометрами R1 і R'1 від 0 до (300700) мВ через (2030) мВ.
Зняття вихідних статичних характеристик транзистора
Iк = f(Uкб) при Iе=const
Дані спостережень записують у табл. 3.
Вихідні статичні характеристики знімають для чотирьох значень струму емітера Iе, I’е, I”е, та I’’’е які встановлюють потенціометрами R1 і R'1 і підтримують у процесі спостережень незмінними. Значення струмів емітера залежать від типу досліджуваного транзистора. Для малопотужних транзисторів напругу Uкб змінюють потенціометром R2 від 0 до (1030) В через (23) В.
Побудова статичних характеристик транзистора
На підставі експериментальних даних, які занесені в табл.2 і табл.3, будують сімейства вхідних і вихідних статичних характеристик досліджуваного транзистора в схемі з спільною базою.
Визначення h – параметрів
за статичними характеристиками транзистора
Для визначення h – параметрів транзистора використовують метод характеристичного трикутника.
На вхідних характеристиках транзистора будують характеристичний трикутник abc з якого знаходимо h11б - вхідний опір транзистора в схемі з спільною базою
при Uкб =0,
де Uбе = bс, а = аb
З цього ж трикутника визначаємо h126 - коефіцієнт зворотного зв'язку за напругою транзистора в схемі з спільною базою

де Uбе = bс
Параметри h21б і h22б визначають за вихідними характеристиками. Побудувавши характеристичний трикутник fnk знаходиш h21б - коефіцієнт підсилення транзистора за струмом в схемі з спільною базою.

де = ef
З цього ж характеристичного трикутника jnk на вихідній характеристиці визначаємо h22б - вихідну провідність транзистора в схемі з спільною базою

де = nk
Таблиці
Таблиця 2
Транзистор типу ___________
Uкб = В
U’кб = В
U”кб = В

Uбе, В
Iе, мА
Uбе, В
Iе, мА
Uбе, В
Iе, мА


Таблиця 3
Транзистор типу ___________
Iе = мА
I’е = мА
I”е = мА
I’’’е = мА

Uкб, В
Iк, мА
Uкб, В
Iк, мА
Uкб, В
Iк, мА
Uкб, В
Iк, мА