Загальна інформація
Застосування
Схематичне позначення npn-транзистора
Транзистори - важливий елемент сучасної електротехніки для керування електричними струмами. Відповідно до назви "transfer resistor" транзистори є керованими резисторами і тому застосовуються в багатьох галузях і як перемикачі, і як підсилювачі. У саморобній електроніці часто використовують так звані «біполярні» транзистори. Вони складаються з трьох напівпровідникових шарів, причому залежно від послідовності легування розрізняють npn- і pnp-транзистори. Три виводи біполярного транзистора, приєднані до напівпровідникових шарів, називають колектором C, базою B та емітером E. Якщо транзистор хочуть використати як підсилювач, то окремих значень для його характеристики не досить. Корисніші так звані «сімейства вольт-амперних характеристик».
Інша інформація (1/3)
Попередні знання
На «сімействах вольт-амперних характеристик» подано колекторний струм як функцію колекторної напруги . Ця залежність залежить від сили струму через базу транзистора, тож у сімействі характеристик є не одна, а кілька характеристик.
Принцип
У цьому учнівському досліді досліджують, як сила колекторного струму за різних значень сили струму бази залежить від колекторної напруги.
Інша інформація (2/3)
Навчальна мета
Учні мають виробити розуміння залежності колекторного струму від сили струму бази.
Завдання
Учні досліджують залежність сили колекторного струму від колекторної напруги у зв'язку із силою струму бази.
Інша інформація (3/3)
За вищих значень колекторної напруги та сили колекторного струму можна спостерігати, що колекторний струм постійно зростає, бо потужність втрат транзистора , призводить до нагрівання запірного шару і тим самим до збільшення кількості носіїв заряду. Тому транзистор слід експлуатувати за таких умов лише якомога коротший час.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
У сучасній електротехніці транзистори застосовують для перемикання та підсилення струмів. Як і діоди, транзистори складаються з легованих напівпровідникових матеріалів. Від підсилення звукових сигналів у низьких частотних діапазонах через перемикання великих потужностей у системах керування двигунами до оброблення високочастотних потоків даних застосовують різні типи транзисторів. У саморобній електроніці часто використовують так звані «біполярні» транзистори. Вони складаються з трьох напівпровідникових шарів, причому залежно від послідовності легування розрізняють npn- і pnp-транзистори. Три виводи біполярного транзистора, приєднані до напівпровідникових шарів, називають колектором C, базою B та емітером E.
Якщо транзистор хочуть використати як підсилювач, то окремих значень для його характеристики не досить. Корисніші так звані «сімейства вольт-амперних характеристик», на яких колекторний струм подано як функцію колекторної напруги. Ця залежність залежить від сили струму через базу транзистора, тож у сімействі характеристик є не одна, а кілька характеристик.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | З'єднувальний, прямий, модуль DB | 09401-01 | 2 |
| 3 | З'єднувальний, кутовий, модуль DB | 09401-02 | 4 |
| 4 | З'єднувальний, Т-подібний, модуль DB | 09401-03 | 2 |
| 5 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль DB | 09401-04 | 3 |
| 6 | З'єднувальний, з роз'ємом, модуль DB | 09401-10 | 2 |
| 7 | Тримач для батарейок (тип С), модуль SB | 05605-00 | 1 |
| 8 | Опір 10 кОм, модуль DB | 09415-10 | 1 |
| 9 | Потенціометр 250 Ом, модуль DB | 09423-25 | 1 |
| 10 | Транзистор NPN (BC337), модуль DB | 09456-00 | 1 |
| 11 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, червоний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-01 | 3 |
| 12 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, синій, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-04 | 3 |
| 13 | PHYWE Блок живлення, універсальний, аналоговий дисплей DC: 18 В, 5 А / AC: 15 В, 5 А | 13503-93 | 1 |
| 14 | Демонстраційний універсальний вимірювальний прилад, ADM3 | 13840-00 | 2 |
| 15 | Батарейка 1.5 В (тип C) R14 (IEC-тип) (2 шт.) | 07400-00 | 1 |
| 16 | Електричні символи для демонстраційної дошки, 12 шт. | 02154-03 | 1 |
| 17 | Струбцина | 02014-00 | 2 |
Складання та виконання
Складання
- Збери дослід за рисунком ліворуч.
- Вибери для вимірювання сили струму бази межу вимірювання і для сили колекторного струму.
- Постав потенціометр і регулятор на блоці живлення спершу на значення нуль.
Виконання
- Увімкни блок живлення і встанови на ньому напругу .
- Підвищуй силу струму бази кроками по до , щоразу зчитуй силу колекторного струму і записуй виміряні значення.
- Ступінчасто підвищуй напругу на блоці живлення до і щоразу встановлюй кроками до . Зчитуй виміряні значення для і записуй їх, контролюй при цьому силу струму бази і, якщо потрібно, виправляй її.
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів
- На рисунку ліворуч графічно показано залежності сили колекторного струму від колекторної напруги за різних значень сили струму бази. Це називають вихідним сімейством характеристик транзистора.
- Колекторний струм на всіх характеристиках круто зростає вже за малих значень колекторної напруги, проте при подальшому підвищенні колекторної напруги змінюється лише трохи. Отже, сила колекторного струму залежить насамперед від сили струму бази, причому мала зміна струму бази спричиняє великі зміни колекторного струму.