实验四 三极管的伏安特性.doc

实验四三极管的伏安特性电学元件的伏安特性是其最重要的电学性质之一。通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性曲线。如果元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比，则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻）。如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称其为非线性元件（例如晶体二极管、三极管）。本实验是通过测试三极管的伏安特性曲线，初步了解三极管的放大原理。【预习重点】（）阅读本实验附录晶体管简介，了解晶体管的基本构造和三极管的放大原理。（）三极管的输入、输出特性及其非线性特点。（）值的测量和计算方法。一、实验仪器】三极管（型）放大线路板、电源、多用毫伏表表、万用表等。二、实验原理三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。利用图5-1所示的电路即可测试三极管的特性。图5-1测量三级管特性曲线电路图中电阻1和电位器2组成分压电路，调节2可改变、极间的正向电压be（用数字多用表1测量）。调节电位器3可改变、极间电压ce（用伏特计2测量），并使集电结处于反向偏置。这样就构成了一个共发射极放大电路。）输入特性曲线输入特性曲线是指在输入回路中，ce为不同常数值时的bbe曲线。分两种情形来讨论。（）从图5-2（）来看，ce，即、间短路。此时b与be间的关系就是两个正向二极管并联的伏安特性。每改变一次be，就可读到一组数据（be，b），用所得数据在坐标纸上作图，就得到图5-2（）中ce时的输入特性曲线。图5-2三极管输入特性实验表明，当be较小、ce时的输入特性近似满足下列指数关系式中：s是个很小的常量，称为反向饱和电流；在常温下（），T.。（）ce。即给集电结加一固定反向电压，集电极吸引电子能力加强，使得发射区注入基区的电子更多地流向集电极，从而引起基极电流b减小一个常数值，但整个曲线依然近似满足指数关系。从图（）来看，只是相当于把ce的曲线向右移动一段距离。实际上，当ce以后，在同一ce下，注入基区的电子绝大部分被拉到集电极，而e的增加将补偿b的下降，故b将不再随ce的增加而减小，所以ce的特性曲线族将基本上重合到一起。因此对于实际应用，只给出ce的一条曲线就可以了。）输出特性曲线输出特性曲线是指在b为不同常量时输出回路中的cce曲线。测试时，先固定一个b，改变ce，测得相应的c值，从而可在cce直角坐标系中画出一条曲线。b取不同常量值时，即可测得一系列cce曲线，形成曲线族，如图5-3所示。图5-3三极管输出特性）由特性曲线计算值在本实验附中，给出一个利用测试数据计算三极管的电流放大倍数值的例子。更常用的是利用cce曲线族计算值。由图5-3可看出，b增加（b），c就增加（c）。根据本实验附录和式（）可算出三、实验要求（）对照图5-1的原理线路接线。预置电路安全状态，弄懂各电学元件的功能及使用方法。判别管脚后将三极管插入线路板。（）测输入特性。按表格中所给数据分别测量ce和ce下的输入特性数据，注意数字多用表功能挡量程的正确选择。（）测输出特性。根据表中所给数据，测量不同b下的输出特性数据。注意，通过调节3改变ce时，会引起b的改变，需要重新调2，使b保持预定值。输入特性数据表格晶体管型号输出特性数据表格晶体管型号（）数据处理：用坐标纸画出输入、输出特性曲线；求出所测三极管的值；计算：ce时，每相邻两组数据对应的bebe/be值，解释be的意义，并根据计算结果说明它与普通的线性电阻有什么不同。五、思考题（）测量输出特性的实验中，为什么当ce接近零时，b会有明显变化？（）在图的测量线路中，如果把伏特计1跨接到结点、之间行不行？为什么？（）一个三极管的b时，ce，能否根据这两个数据来判定其电流放大能力？为什么？（）三极管具有电流放大能力，通过一定的电路还可形成电压放大能力。换言之，三极管具有功率放大能力，这是否违背能量守恒定律？为什么？（）二极管的正向伏安特性在低偏压下近似地满足关系。式中与D即为通过二极管的电流和加在它两端的正向电压；s为它的反向饱和电流，即二极管加反向电压时通过它