Файл: Атамалян Э.Г. Методы и средства измерения электрических величин учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.06.2024
Просмотров: 151
Скачиваний: 7
J c b s — начальный ток коллектора, по величине которого можно судить об отсутствии пробоя между эмиттером и коллектором, базой и коллектором;
Рсmax — максимально допустимая мощность на коллекторе;
fh21b — предельная |
частота |
коэффициента |
передачи |
тока |
в схеме |
с общей базой; |
|
|
|
|
|
f„2U — предельная |
частота |
коэффициента |
передачи |
тока |
в схеме |
с общим эмиттером; Сс — емкость коллекторного перехода; F — фактор шума.
А м п е р в о л ь то м м е тр ы , п р е д н а зн а ч е н н ы е д л я и с п ы т а н и й тр а н зи с то р о в .
Эти приборы (см. § 2-5) обладают достаточно большим входным сопро тивлением (16000 -г- 17000 Ом/В при измерении постоянного напря жения и 3000 ч- 4000 Ом/В при измерении переменного напряжения). Большое их входное сопротивление позволяет во многих случаях
производить измерение |
без заметных нарушений режима схемы. |
||||||||
|
Ампервольтомметры можно |
использовать |
также |
||||||
|
для измерения обратного тока коллекторного |
/ св0 |
|||||||
|
и эмнттерного Iево переходов, начального тока |
||||||||
|
коллектора I c b s> а также для |
измерения |
коэффи |
||||||
|
циента передачи тока 1и1Ь. |
|
|
|
|
|
|||
|
И з м е р е н и е о б р а т н о г о т о к а к о л |
||||||||
|
л е к т о-p н о г о |
п е р е х о д а . |
Обратный |
ток |
|||||
|
коллекторного перехода |
1сво — ток через переход |
|||||||
Рис. 9-4. Схема из |
коллектор — база |
при |
отключенном |
эмиттере и |
|||||
мерения I с в 0 |
заданном напряжении на коллекторе. |
Схема |
изме |
||||||
|
рения |
дана для |
транзистора |
типа |
р — п — р |
(рис. 9-4). При измерении тока 1Сво для транзистора типа п—р—п
полярность источника |
и микроамперметра изменяют на обратную. |
|
В зависимости от типа |
транзистора ток I q b o У маломощных тран |
|
зисторов при температуре |
20° С не должен превышать 10—20 мкА. |
|
Величину' I q bo задают для |
определенной величины напряжения на |
коллекторе. Формула пересчета для другого.напряжения (несколько отличного от паспортного значения в пределах линейности) следующая:
I c b o^ |
Ic b o ( Uc b/U 'c b), |
(9-9) |
где 1сво> Uсв — паспортные |
величины; Гсво, |
У ев— данные при ис |
пытании . |
|
|
И з м е р е н и е о б р а т н о г о т о к а э м н т т е р н о г о п е р е х о д а . Ток 1Ево — начальный температурный ток обратно сме щенного эмнттерного перехода — измеряется при разомкнутой цепи коллектора и определенном заданном напряжении на эмиттере (рис.9-5). Схема измерения, показанная на этом рисунке, дана для транзистора типа р—п—-р. Для транзисторов типа п—р—п полярность источника и прибора-изменяют на обратную. Ток 1е в о> как и ток 1сво> увеличи вается примерно вдвое при повышении температуры окружающей среды на 10° С.
И з м е р е н и е н а ч а л ь н о г о т о к а к о л л е к т о р н о г о п е р е х о д а . Ток Jobs — начальный ток коллекторного перехода —
170
измеряется в схеме с общим эмиттером при нулевом напряжении между
базой и эмиттером (UBE = |
0), т. е. при базе, |
соединенной с эмиттером |
|
(рис. 9-6). Для |
некоторых типов маломощных транзисторов ток I Cbs |
||
имеет величину |
10 ч- 30 |
мкА, для транзисторов средней и большой |
|
мощности — 3 -г- 10 мА. |
|
|
|
И з м е р е н и е к о э ф ф и ц и е н т а |
п е р е д а ч и т о к а |
в с х е м е с о б щ и м э м и т т е р о м в в и д е п а р а м е т р а
Рис. 9-5. Схема из- |
Рис. 9-6. Схема из |
мерения I Е Е 0 |
мерения I CES |
б о л ь ш о г о с и г н а л а |
h2lB (рис. 9-7). Коэффициент передачи |
h.llE тока для транзисторов, |
работающих в импульсных схемах, изме |
ряют при больших постоянных и импульсных сигналах, напряжении питания 3,7 ч- 4,7 В и сопротивлении 500 Ом в цепи коллектора. При
заданном |
значении обратного тока коллектора /сво> равном |
2 ч- |
ч- 20 мкА, |
коэффициент передачи тока h2lE составляет величину, |
ле |
жащую в пределах 300 ч- 100; параметр к21е измеряют на переменном токе при малом сигнале.
Испытателем транзисторов, выполненным по вышеописанным схе мам, является, например, авометр типа 4341. Погрешность измерения
напряжения и силы постоян |
|
||||
ного тока составляет±2,5%, |
|
||||
а |
силы |
переменного |
тока |
|
|
. ± |
4% |
от конечного значения |
|
||
шкалы. |
|
вход- |
-i |
||
|
Измерители полных |
+ |
|||
ных и выходных проводимо |
|
||||
стей |
низкочастотных |
тран |
Рис- 9'7' Схема измерения 1ц1Е |
||
зисторов. |
Полные входные |
проводимости транзисторов измеряют в схемах с общей базой упЬ и общим эмиттером уие при ко
ротком замыкании на выходе; полные выходные проводимости — в схе мах с общей базой у22Ь, при коротком замыкании на входе транзистора и с общими эмиттером 1и2е и базой h22b при холостом ходе входной цепи [уравнения (9-2) и (9-3)]. Измерение проводимостей осуществляют по схеме моста с индуктивно-связанными плечами (рис. 9-8). Два плеча моста образованы секциями вторичной обмотки w1и w2трансформатора напряжения Тр„, два других плеча — измеряемым объектом ух и отсчетными активно-реактивными элементами g0 и С0. Питание моста осуществляется посредством напряжения высокой частоты. Индикато
7* |
171 |
ром равновесия служат электронно-световые индикаторы (грубый и более чувствительный) с соответствующими каскадами усиления. До начала измерения параметров ух осуществляется начальный ба ланс схемы с помощью образцовых активно-реактивных элементов g0, С0. Поскольку входные (измерительные) зажимы и соединительные провода имеют некоторую паразитную емкость и активную проводи мость, то на чувствительной шкале прибор дает некоторые показания. Изменением образцовых составляющих g0 и С0 добиваются нулевых показаний индикатора. Условия начального баланса моста описывают уравнениями:
g«.6 = 8oi(wJw^-, |
(9-10) |
Cn.6 = C01(w1/w2), |
(9-11) |
гДе Sou Со1 — значения соответственно активной и реактивной соста вляющих в отсчетном плече при на чальном балансе; g„-6, С„ б — зна чения соответственно активной и реактивной составляющих в измери тельном плече при начальном балансе.
Затем к измерительным зажимам п и з подсоединяют измеряемый объект Ух = gx + ]®сх и, изменяя go и С0, вновь добиваются нулевых показаний индикатора. Условия баланса сле дующие:
Рис. 9-8. Схема моста с индуктивно связанными плечами для измерения
£ч.б + gx = g0o (wjwo)] |
(9-12) |
Cn.6JrCx = C02(w1/w2), |
(9-13) |
Ух |
гДе |
goo, |
Co2 — значения |
отсчетных |
Вычитая из |
элементов при измерительном балансе. |
|||
уравнения (9-12) |
уравнение (9-10), а из |
уравнения |
||
(9-13) уравнение (9-11), получают: |
|
|
|
|
|
gx = ( £ 0 2 - £ o i) К / ® |
2); |
( 9 - 1 4 ) |
|
|
Cx = (C0S- C aJ(w Jw J. |
( 9 - 1 5 ) |
Приняв g0l и Со1 за условные нули, можно производить непосред ственный отсчет активных составляющих проводимостей в милли сименсах, а реактивных — в пикофарадах. Реальная схема моста по зволяет после подключения входной или выходной цепи измеряемой? транзистора к зажимам п и з установить режимы транзистора как по высокой частоте, так и по постоянному току. Мост обеспечивает воз можность подведения к измеряемому транзистору регулируемого кол лекторного напряжения (до 100 В) при измерении любого параметра, а также регулируемого тока эмиттера (до 30 мА) при измерении уп и у.22 и до 10 мА — при измерении Л22.
Для обеспечения режимов холостого хода и короткого замыкания в схеме предусмотрены специальное сопротивление /?хд и конденса тор Ск>3.
172
По мостовой схеме, показанной на рис. 9-8, выполнен измеритель полных проводимостей Л2-7, осуществляющий измерение проводи мостей на частотах 0,4 ч- 10 МГц (активные составляющие полных проводимостей составляют величины 0,01 ч- 1000 мСим, реактивные — 0,5 ч- 10000 пФ на частотах до 0,5 МГц и до 500 пФ на частотах до
10МГц).
Измеритель основных высокочастотных параметров транзисторов
типов р —п—р и п—р —п. Одним из важнейших параметров транзи сторов является коэффициент передачи тока h21b. Величина h21b всегда меньше единицы и при низких частотах имеет значение порядка 0,95 ч- ч- 0,998. С повышением частоты усиление, даваемое транзистором, снижается, т. е. /г21й уменьшается. Предельно допустимое уменьшение величины/г216 — на 30% по срав нению со значением /г23й0 на низ
ких частотах, т. e.h21b —0,7/г22*о- Частота, на которой соблюдается приведенное выше соотношение, называется граничной или пре дельной частотой коэффициента передачи тока.
Другим |
важнейшим |
высоко |
|
частотным |
параметром |
транзи |
|
стора является постоянная вре |
|
||
мени цепи обратной связи rb>bCz. |
|
||
Нежелательное действие обрат |
|
||
ной связи, осуществляемое через |
|
||
цепочку rb-bCc (см. рис. 9-3), при |
Рис. 9-9. Схема для измерения h 21b |
||
водит к ограничению частотного |
|
диапазона высокочастотных усилителен и повышению опасности их самовозбуждения. В зависимости от особенностей транзисторов значе ния rb'bCc могут находиться в пределе от десятков до тысяч пикосе кунд (пФ-Ом).
И з м е р е н и е к о э ф ф и ц и е н т а п е р е д а ч и т о к а h2lb. Измерение 1г21Ьосуществляется по схеме, изображенной на рис. 9-9. Чтобы определить h2lb, необходимо измерить ток эмиттера и ток кол лектора. Для этого используют резисторы с равными сопротивлениями Rx и Ro, падение напряжения на которых измеряют при помощи электронного вольтметра, состоящего из усилителя низкой частоты УНЧ и измерительного прибора ИП. Высокочастотные модулирован ные (например, меандром) сигналы с резисторов Иг и R2 подают в де текторы Д. С выхода Д низкочастотные сигналы через переключатель П подают на УНЧ.
Если переключатель находится в положении 1, то изменением на пряжения генератора высокой частоты ГВЧ падение напряжения до водят до величины, соответствующей отклонению стрелки ИП на всю
шкалу.
Так как напряжение на резисторе R.2 будет примерно в h21b раз меньше, чем на резисторе Rlt то при положении 2 переключателя П показания ИП уменьшатся и соответствуют коэффициенту передачи
173
тока/г21б (измерение производится на малом сигнале, поэтому шкала ИП имеет квадратичный характер).
И з м е р е н и е г р а н и ч н о й ч а с т о т ы к о э ф ф и ц и
е н т а п е р е д а ч и |
т о к а fb21b• Указанное измерение осуществляют |
||
|
методом балансировки по схеме, |
||
|
показанной на рис. 9-10. Напря |
||
|
жения, снимаемые с измеритель |
||
|
ных резисторов Rx и Rа, после |
||
|
детекторов Д попадают на схему |
||
|
вычитания СВ и через усили |
||
|
тель низкой частоты УНЧ — на |
||
|
измерительный прибор ИП. На |
||
|
низкой частоте при закорочен |
||
|
ном сопротивлении Rs (ключ П |
||
|
замкнут), изменяя |
напряжение |
|
|
после Д (подключенного к R x в |
||
|
эмиттерной |
цепи), |
добиваются |
|
нуля на выходе СВ (отсчетный |
||
|
прибор показывает нуль). Раз |
||
которого равна 0,41 |
мыкая резистор Яз, величина |
||
R2, увеличением частоты |
генератора высокой |
частоты ГВЧ вновь добиваются нуля на выходе СВ. Полученная частота и будет граничной для данного транзистора, так как общее
измерительное |
сопротивление в цепи коллектора увеличилось на |
|||
3 дБ (R2 + |
R3 = }Д2R2). Увеличение сопротивления в коллекторной |
|||
цепи компенсирует |
умень |
|||
шение |
коллекторного тока |
|||
из-за снижения h21b. |
||||
И з м е р е н и е |
п о |
|||
с т о я н н о й |
в р е м е |
|||
н и ц е п и о б р а т н о й |
||||
с в я з и н а в ы с о к о й |
||||
ч а с т о т е |
rb'bCc. |
Ука |
||
занное |
измерение |
выпол |
||
няют по схеме, данной на |
||||
рис. 9-11. Наибольшее рас |
||||
пространение |
получил ме |
|||
тод измерения |
постоянной |
времени rb'bCc путем срав нения с постоянной време ни эталонной ЯС-цепочки.
Подключая к зажимам ЕВС эталонные цепи с разной величиной про изведения ЯэтСэт, электронным вольтметром измеряются напряжения, пропорциональные R3C3r (градуировку шкалы электронного вольт метра выполняют в пФ-Ом). Затем вместо цепочки R31C3-, к зажимам ЕВС подключают транзистор и по шкале вольтметра отсчитывают величину гуьСс. Назначение генератора высокочастотного модули
рованного сигнала, детектора Д и усилителя низкой частоты |
УНЧ |
то же, что и в схемах измерения h21b и /А . Прибор типа Л2-9 |
пред- |
174