Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Конспекты / План урока по дисциплине: Основы промышленной электроники.

План урока по дисциплине: Основы промышленной электроники.

Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Сабақ жоспары.

План учебного занятия №7

Күні Пән Основы промышленной _Тобы _______

электроники

Дата Предмет Группа



Оқытушының Т.Ә.А. Галина Александровна _____

Ф.И.О. преподавателя



І. Сабақтың тақырыбы ______________

Тема занятия Схемы включения биполярного транзистора и их характеристики



Сабақтың типі ______________

Тип занятия комбинировонное ______________



1. Мақсаты _______

Цель Представить характеристики и параметры биполярного транзистора

2. Міндеттері ______________


3. Задачи ____________ ______________


а) Білімдіқ ______________

образовательные: 1) Представить вольт-амперную характеристику биполярного транзистора 2) Рассмотреть параметры схемы включения биполярного транзистора.

ә) тәрбиеліқ _______________

воспитательные: воспитывать у учащихся аккуратность, ответственность, готовность прийти на помощь друг другу, чувство гордости за науку. _________

б) дамтыушылық _________

развивающие: развивать у учащихся умение сравнивать, обобщать изученное, логически излагать свои мысли. _______________



ІІ. Күтілетін нәтиже.Ожидаемые результаты:

а) учащиеся должны знать параметры биполярного транзистора

ә) учащиеся должны уметь объяснить -амперную характеристику биполярного транзистора.

б) учащиеся должны владеть знаниями по определению диффузионных и дрейфовых биполярных транзисторов.



План занятия

  1. Организационный момент

  2. Опрос по пройденной теме:

  3. Объяснение новой темы:

  4. Домашнее задание: конспект лекции


Схемы включения транзистора и их характеристики

Схема с общей базой

Схема включения транзистора в электрическую цепь, изображенная на рис. 1, называется схемой с об­щей базой, так как база является общим электродом для ис­точников напряжения.

hello_html_242cb8e7.gif

Рис. 1

Транзисторы традиционно характеризуют их входными и выходными характеристиками. Для схемы с общей базой входной характеристикой называют зависимость тока iэ от напряжения uбэ при заданном на­пряжении uкб, т.е. зависимость вида

hello_html_4e4d6a8d.gif


где f – некоторая функция.

Входной характеристикой называют и график соответ­ствующей зависимости (это справедливо и для других ха­рактеристик).

Выходной характеристикой для схемы с общей базой называют зависимость тока iк от напряжения uкб при за­данном токе iэ, т.е. зависимость вида

hello_html_54bd92fc.gif

где f – некоторая функция.

Входные характеристики для схемы с общей базой. Каж­дая входная характеристика в значительной степени оп­ределяется характеристикой эмиттерного перехода и по­этому аналогична характеристике диода. Изобразим входные характеристики кремниевого транзистора КТ603А (максимальный постоянный ток коллектора – 300 мА, максимальное постоянное напряжение коллектор–база – 30 В при t < 70° С) (рис. 2). Сдвиг характерис­тик влево при увеличении напряжения uкб объясняется проявлением эффекта Эрли (эффекта мо­дуляции толщины базы).


hello_html_113deb5a.gif

Рис. 2.

Указанный эффект состоит в том, что при увеличении напряжения uкб коллекторный переход расширяется (как и всякий обратно смещенный р-n-переход). Если концен­трация атомов примеси в базе меньше концентрации ато­мов примеси в коллекторе, то расширение коллекторного перехода осуществляется в основном за счет базы. В любом случае толщина базы уменьшается. Уменьшение толщины базы и соответствующее уменьшение ее сопро­тивления приводит к тому, что при неизменном токе iэ напряжение uбэ уменьшается. Как было отмечено при рас­смотрении диода, при малом по модулю обратном напря­жении на р-n-переходе это напряжение влияет на шири­ну перехода больше, чем при большом напряжении. Поэтому различные входные характеристики, соответству­ющие различным напряжениям uкб, независимо от типа транзистора практически сливаются, если uкб>5 В (или даже если uкб>2 В).

Входные характеристики часто характеризуют диффе­ренциальным сопротивлением rдиф, определяемым анало­гично дифференциальному сопротивлению диода.

Теперьhello_html_5179ae87.gif.

Выходные характеристики для схемы с общей базой. Изобразим выходные характеристики для транзистора КТ603А (рис. 3).

hello_html_7816ec20.gif


Рис. 3.

Как уже отмечалось, если коллекторный переход сме­щен в обратном направлении (uкб>0), то ток коллектора примерно равен току эмиттера. Это соотношение сохраняется даже при uкб = 0 (если ток эмиттера достаточ­но велик), так как и в этом случае большинство электро­нов, инжектированных в базу, захватывается электри­ческим полем коллекторного перехода и переносится в коллектор.

Только если коллекторный переход смещают в прямом направлении (uкб<0), ток коллектора становится равным нулю, так как при этом начинается инжекция электронов из коллектора в базу (или дырок из базы в коллектор). Эта инжекция компенсирует переход из базы в коллектор тех электронов, которые были инжектированы эмиттером. Ток коллектора становится равным нулю при выполнении условия |uкб|< 0,75 В.

Режим, соответствующий первому квадранту характе­ристик (uкб>0, iк>0, причем ток эмиттера достаточно велик), называют активным режимом работы транзисто­ра. На координатной плоскости ему соответствует область активной работы.

Режим, соответствующий второму квадранту (uкб<0), называют режимом насыщения. Ему соответствует область насыщения.

При увеличении температуры ток Iко возрастает (для КТ603 Iко = 100 мкА при t < 85°С) и все выходные харак­теристики несколько смещаются вверх.

Режим работы транзистора, соответствующий токам коллектора, сравнимым с током Iко, называют режимом отсечки. Соответствующую область характеристик вбли­зи оси напряжений называют областью отсечки.

В активном режиме напряжение uкб и мощность рк=iк·uкб, выделяющаяся в виде тепла в коллекторном пе­реходе, могут быть значительны. Чтобы транзистор не пе­регрелся, должно выполняться неравенство

hello_html_2846bdb7.gif

где Рк макс – максимально допустимая мощность (для КТ603А Рк макс = 500 мВт при t< 50°С).

График зависимости iк = Рк макс/uкб (гипербола) изоб­ражен на выходных характеристиках пунктиром.

Таким образом, в активном режиме эмиттерный пере­ход смещен в прямом направлении, а коллекторный – в обратном. В режиме насыщения оба перехода смещены в прямом направлении, в режиме отсечки коллекторный переход смещен в обратном направлении, а эмиттерный или смещен в обратном направлении, или находится под очень малым прямым напряжением.

Транзистор часто характеризуют диф­ференциальным коэффициентом передачи эмиттерного тока α, который определяется выражением

hello_html_126a656.gif

Для приращения тока коллектора ∆iк и приращения тока эмиттера ∆iэ можно записать

hello_html_32cd63bb.gif

Коэффициент α несколько изменяется при изменении режима работы транзистора. Важно учитывать, что у раз­личных (вполне годных) экземпляров транзистора одно­го и того же типа коэффициент α может заметно отличать­ся. Для транзистора КТ603А при t = 25° С a = 0,909...0,988.

Наличие наклона выходных характеристик, отражаю­щее факт увеличения тока коллектора при заданном токе эмиттера, при увеличении напряжения икб, объясняется проявлением эффекта Эрли: при уменьшении толщины базы все большее количество электронов, инжектирован­ных эмиттером, переходит в коллектор.

Наклон выходных характеристик численно определя­ют дифференциальным сопротивлением коллекторного перехода

hello_html_m50fdec09.gif

С учетом эффекта Эрлиhello_html_36a2ad93.gif

Схема с общим эмиттером

Значительно чаще, чем схема с общей базой, применяется схема, представленная на рис. 4. Ее называют схе­мой с общим эмиттером, так как эмиттер является общим электродом для источников напряжения.

hello_html_4c7362e4.gif

Рис. 4.

Для этой схемы входной характеристикой называют за­висимость тока iб от напряжения uбэ при заданном напря­жении uкэ, т.е. зависимость вида

hello_html_m1a7257ca.gif

где f – некоторая функция.

Выходной характеристикой называют зависимость тока iк от напряжения uкэ при заданном токе iб, т.е. зависимость видаhello_html_m2dc9d744.gif

где f – некоторая функция.

Очень важно уяснить следующие два факта.

1. Характеристики для схемы с общим эмиттером не отражают никаких новых физических эффектов по срав­нению с характеристиками для схемы с общей базой и не несут никакой принципиально новой информации о свой­ствах транзистора. Для объяснения особенностей ха­рактеристик с общим эмиттером не нужна никакая информация кроме той, что необходима для объяснения особенностей характеристик схемы с общей базой. Тем не менее характеристики для схемы с общим эмиттером очень широко используют на практике (и приводят в справочниках), так как ими удобно пользоваться.

2. При расчетах на компьютерах моделирующие про­граммы вообще никак не учитывают то, по какой схеме включен транзистор. Программы используют математи­ческие модели транзисторов, являющиеся едиными для всевозможных схем включения. Однако очень полезно уметь определить тип схемы включения транзисто­ра. Это облегчает понимание принципа работы схемы.

Входные характеристики для схемы с общим эмиттером. Изобразим характеристики уже рассмотренного транзис­тора КТ603А (рис. 5).

hello_html_7e45b5d.gif

Рис. 5.

Теперь эффект Эрли проявляется в том, что при увеличении напряжения uкэ характеристики сдвигаются вправо. Дифференциальное сопротивление в этом случае определяется выражением

hello_html_46e3e662.gif

Выходные характеристики для схемы с общим эмитте­ром. Изобразим эти характеристики для транзистора КТ603А (рис. 6).

hello_html_m4aaa735d.gif

Рис. 6.

Обратимся к ранее полученному выражению

hello_html_m5c09e561.gif

В соответствии с первым законом Кирхгофа

hello_html_m5fc88035.gif,

и с учетом предыдущего выражения получим

hello_html_4d6d694d.gif

откуда

hello_html_m235e64cf.gif

Введем обозначение

hello_html_5fc2b46b.gif

Коэффициент βст называют статическим коэффициен­том передачи базового тока. Его величина обычно состав­ляет десятки или сотни (это безразмерный коэффициент).

Легко заметить, что

hello_html_1bb464c5.gif

Введем обозначение I'ко = (βст + 1) · Iко

В итоге получаем iк = βст · iб + I'ко.

Это выражение в первом приближении описывает вы­ходные характеристики в области активной работы, не учитывая наклона характеристик.

Для учета наклона выражение записывают в виде

hello_html_5291e257.gif

гдеhello_html_19c53c5b.gif

В первом приближении r'к = (1/1 + βст) · rк (сопротив­ление rк определено выше).

Часто пользуются дифференциальным коэффициентом передачи базового тока hello_html_21530100.gif.

По определению

hello_html_16719e83.gif

Для приращения тока коллектора ∆iк и тока базы ∆iб можно записать

hello_html_m55d4b04e.gif

Для транзистора КТ603А при t = 25°С b = 10...80. Величина hello_html_21530100.gif зависит от режима работы транзистора. Приведем типичный график зависимости hello_html_21530100.gif от тока эмит­тера (он практически равен току коллектора) для uкб = 2 В (рис. 7).

hello_html_m50d863d9.gif

Рис. 7.

Инверсное включение транзистора

Иногда транзистор работает в таком режиме, что коллекторный переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном. При этом коллектор играет роль эмиттера, а эмиттер – роль коллектора. Это инверсный режим. Ему соответствует инверсный коэффици­ент передачи базового тока β1. Из-за отмеченных выше несимметрии структуры транзистора и различия в концен­трациях примесей в слоях полупроводника обычно hello_html_21530100.gif1<<hello_html_21530100.gif. Часто hello_html_21530100.gif1 = 1.

Изобразим выходные характеристики для схемы с об­щим эмиттером и для прямого, и для инверсного вклю­чения (рис. 8).



hello_html_5c847f54.gif

Рис. 8.



Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy

Краткое описание документа:

Представляю план урока по дисциплине "Основы промышленной электроники", по теме: Схемы включения биполярного транзистора и их характеристики.

Данная разработка соответствует теме №7 Рабочей учебной программы.

РУП составлен для электротехнических специальностей колледжа 2 курса.

Конспект урока охватывает все основные положения темы, подкреплен рисунками и схемами.


Автор
Дата добавления 30.04.2015
Раздел Другое
Подраздел Конспекты
Просмотров297
Номер материала 260433
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх