Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Транзистори є важливим елементом сучасної електротехніки для керування електричними струмами.
Відповідно до їхнього позначення як "передавальний резистор" (англ. transfer resistor), транзистори є керованими резисторами і, таким чином, використовуються як перемикачі, а також як підсилювачі в багатьох галузях. Різні типи транзисторів використовуються від підсилення звукових сигналів у низькочастотних діапазонах до перемикання високої потужності в системах керування двигунами та обробки високочастотних потоків даних.
У цьому експерименті учні дізнаються про властивості підсилення транзисторів.
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні повинні вміти збирати і розуміти прості електричні кола. В ідеалі, вони повинні вже теоретично засвоїти принцип роботи транзистора. Крім того, учні повинні знати, що транзистор може працювати як перемикач.
Мета навчання
Учні повинні усвідомити, що струм колектора можна контролювати за допомогою струму бази. Для цього учні досліджують залежність між силою струму колектора і бази як якісно, так і кількісно.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Завдання
Дослідіть залежність між силою струму бази і колектора, регулюючи струм бази потенціометром.
Принцип
Струм бази контролюється дільником напруги через потенціометр і стаціонарний резистор 47 кОм. Відрегульована напруга з дільника напруги викликає струм, що протікає через резистор бази до бази транзистора. Оскільки n-легування емітера значно нижче порівняно з p-легуванням бази, з емітера в базу перетікає більше електронів, ніж може там рекомбінувати. Ці надлишкові електрони продовжують рухатися у вигляді струму колектора. Силу цього струму можна контролювати за допомогою струму бази. Точний коефіцієнт підсилення може змінюватися залежно від конструкції.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Примітки
Переконайтеся, що максимальна потужність транзистора 600 мВт не перевищена. Це забезпечується, якщо струм колектора залишається нижче 30 мА.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Схематичне позначення транзистора
Транзистори використовуються в електроніці для перемикання та підсилення струмів. Як і діоди, транзистори складаються з легованих напівпровідникових матеріалів.
Виводи npn-транзистора позначені базою (B), колектором (C) і емітером (E), як показано на схемі поруч. Ви можете відрізнити емітер від колектора за допомогою стрілки.
У цьому експерименті Ви дізнаєтеся, що npn−транзистор можна використовувати як підсилювач.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, прямий, модуль SB | 05601-01 | 4 |
| 2 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 1 |
| 3 | З'єднувальний, Т-подібний, модуль SB | 05601-03 | 1 |
| 4 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 2 |
| 5 | З'єднувальний, кутовий з роз'ємом, модуль SB | 05601-12 | 2 |
| 6 | Опір 47 кОм, модуль SB | 05615-47 | 1 |
| 7 | Опір 1 кОм, модуль SB | 05614-10 | 1 |
| 8 | Потенціометр 10 кОм, модуль SB | 05625-10 | 1 |
| 9 | Транзистор NPN (BC337), модуль SB | 05656-00 | 1 |
| 10 | З'єднувальний провідник, 250 мм, червоний | 07360-01 | 1 |
| 11 | З'єднувальний провідник, 250 мм, синій | 07360-04 | 1 |
| 12 | З'єднувальний провідник, 500 мм, червоний | 07361-01 | 2 |
| 13 | З'єднувальний провідник, 500 мм, синій | 07361-04 | 2 |
| 14 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
| 15 | Аналоговий мультиметр, 600 В AC/DC, 10A AC/DC, 2 МОм, захист від перевантаження | 07021-11 | 2 |
Підготовка
- Зберіть електричне коло, як показано на рисунках.
- Поверніть потенціометр вправо до упору.
- Виберіть діапазон вимірювання 50 мкА на амперметрі для струму бази і 30 мА на амперметрі для струму колектора.
- Встановіть на блоці живлення робочу напругу 12 В.
Виконання роботи
- Увімкніть джерело живлення, коли всі провідники підключені, збільшуйте струм бази з кроком від 10 мкА до 50 мкА за допомогою потенціометра.
- Для кожного значення сили струму бази запишіть отримане значення сили струму колектора в таблицю в протоколі.
Протокол
Таблиця 1
Запишіть результати вимірювань у таблицю.
Нанесіть виміряні значення на графік:
Сила струму бази на осі абсцис (-вісь), сила струму колектора на осі ординат (-вісь).
I_B = 0 uA: I_C в мА:
0
10
20
30
40
50
I_B = 10 мкА: I_C в мА:
I_B = 20 мкА: I_C в мА:
I_B = 30 мкА: I_C в мА:
I_B = 40 мкА: I_C в мА:
I_B = 50 мкА: I_C в мА:
Завдання 1
Питання
Питання
Питання