將BJT連接為二極管
發(fā)布時間:2020-03-06 來源:Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】NPN晶體管的發(fā)射極-基極結(jié)的電流與電壓特性可以使用ADALM2000實驗室硬件和以下連接來測量。使用面包板,將波形發(fā)生器W1連接到電阻R1的一端。將示波器輸入2+也連接到這里。將Q1的基極和集電極連接到R1的另一端,如圖所示。本次實驗的目的是研究將雙極性結(jié)型晶體管(BJT)連接為二極管時的正向/反向電流與電壓特性。
材料:
● ADALM2000 主動學(xué)習(xí)模塊
● 無焊面包板
● 一個1 kΩ電阻(或其他類似值)
● 一個小信號NPN晶體管(2N3904)
說明:
NPN晶體管的發(fā)射極-基極結(jié)的電流與電壓特性可以使用ADALM2000實驗室硬件和以下連接來測量。使用面包板,將波形發(fā)生器W1連接到電阻R1的一端。將示波器輸入2+也連接到這里。將Q1的基極和集電極連接到R1的另一端,如圖所示。Q1的發(fā)射極接地。將示波器輸入2-和示波器輸入1+連接到Q1的基極-集電極節(jié)點(diǎn)。示波器輸入1-也可以選擇接地。
圖1.NPN二極管連接圖。
硬件設(shè)置:
波形發(fā)生器配置為100 Hz三角波,峰峰值幅度為6 V,偏移為0 V。示波器的差分通道2(2+、2-)用于測量電阻(和晶體管)中的電流。連接示波器通道1 (1+)用于測量晶體管兩端的電壓。流過晶體管的電流是1+和1-之間的電壓差除以電阻值(1 kΩ)的結(jié)果。
圖2.NPN二極管面包板電路。
步驟:
將捕獲的數(shù)據(jù)加載到電子表格中,計算電流。繪制電流與晶體管兩端電壓(VBE)的曲線。沒有反向流動電流。在正向?qū)▍^(qū)域,電壓-電流呈對數(shù)關(guān)系。如果在對數(shù)坐標(biāo)系中繪制電流曲線,結(jié)果應(yīng)為直線。
圖3.NPN二極管XY曲線。
圖4.NPN二極管波形。
反向擊穿特性
目標(biāo):
本次實驗的目標(biāo)是研究BJT連接為二極管時發(fā)射極-基極結(jié)的反向擊穿電壓特性。
材料:
● 一個100 Ω電阻
● 一個小信號PNP晶體管(2N3906)
說明:
使用面包板,將波形發(fā)生器輸出連接到100 Ω串聯(lián)電阻R1的一端以及Q1的基極和集電極,如圖2所示。發(fā)射極連接到-5 V固定電源。將示波器通道1 (1+) 連接到基極-集電極節(jié)點(diǎn),1-連接到發(fā)射極節(jié)點(diǎn)。示波器通道2用于測量R1兩端的電壓,從而測得通過Q1的電流。 之所以選擇PNP 2N3906而不是NPN 2N3904,是因為PNP發(fā)射極-基極擊穿電壓小于ADALM2000可產(chǎn)生的+10 V最大值,而NPN的擊穿電壓可能會高于10V。
圖5.PNP發(fā)射極-基極反向擊穿配置。
硬件設(shè)置:
波形發(fā)生器配置為100 Hz三角波,峰峰值幅度為10 V,偏移為0 V。示波器通道1 (1+)用于測量電阻兩端的電壓。其設(shè)置應(yīng)配置為將通道2跨接到電阻R1的兩端(2+、2-)。兩個通道均應(yīng)設(shè)置為每格1 V。流過晶體管的電流是2+和2-之間的電壓差除以電阻值(100 Ω)的結(jié)果。
圖6.PNP發(fā)射極面包板電路。
步驟:
實驗室硬件電源將可用的最大電壓限制為小于10V。許多晶體管的發(fā)射極-基極反向擊穿電壓都大于此電壓。在圖6所示的配置中,可以測量0 V至10 V(W1峰峰值擺幅)之間的電壓。
圖7.PNP發(fā)射極波形。
捕獲示波器波形并將其導(dǎo)出到電子表格中。對于本示例中使用的PNP晶體管2N3906,發(fā)射極-基極結(jié)擊穿電壓約為8.5V。
降低二極管的有效正向電壓
目標(biāo):
本次實驗的目標(biāo)是研究一種正向電壓特性小于BJT連接作為二極管時的電路配置。
材料:
● 一個1 kΩ電阻
● 一個150 kΩ電阻(或100 kΩ與47 kΩ電阻串聯(lián))
● 一個小信號NPN晶體管(2N3904)
● 一個小信號PNP晶體管(2N3906)
說明:
連接面包板,將波形發(fā)生器W1連接到串聯(lián)電阻R1的一端以及NPN Q1的集電極和PNP Q2的基極,如圖8所示。Q1的發(fā)射極接地。Q2的集電極連接到Vn (5 V)。電阻R2的一端連接到Vp (5 V)。R2的另一端連接到Q1的基極和Q2的發(fā)射極。示波器通道2 (2+)的單端輸入連接到Q1的集電極。
圖8.降低二極管的有效正向壓降所需的配置圖。
硬件設(shè)置:
波形發(fā)生器配置為100 Hz三角波,峰峰值幅度為8 V,偏移為2 V。示波器通道2 (2+)用于測量電阻兩端的電壓。流過晶體管的電流是示波器輸入1+和1-之間的電壓差除以電阻值(1kΩ)的結(jié)果。
圖9.降低二極管有效正向壓降的面包板電路。
步驟:
現(xiàn)在,二極管的導(dǎo)通電壓約為100 mV,而第一個示例中的簡單二極管連接方案為650 mV。繪制W1掃頻時Q1的 VBE 曲線。
圖10.降低二極管有效正向壓降的波形。
VBE 乘法器電路
目標(biāo):
我們已探討了一種能有效降低 VBE 的方法,本次實驗的目的則是增大 VBE ,并展示與單個BJT連接為二極管的方案相比更大的正向電壓特性。
材料:
● 兩個2.2 kΩ電阻
● 一個1 kΩ電阻
● 一個5 kΩ可變電阻、電位計
● 一個小信號NPN晶體管(2N3904)
說明:
連接面包板,將波形發(fā)生器W1連接到電阻R1的一端,如圖11所示。Q1的發(fā)射極接地。電阻R2、R3和R4構(gòu)成分壓器,電位計R3的滑動端連接到Q1的基極。Q1的集電極連接到R1的另一端和R2處的分壓器頂端。示波器通道2 (2+)連接到Q1的集電極。
圖11.VBE乘法器配置。
硬件設(shè)置:
波形發(fā)生器配置為100 Hz三角波,峰峰值幅度為4 V,偏移為2 V。示波器通道單端輸入2+用于測量晶體管兩端的電壓。其設(shè)置應(yīng)配置為通道1+連接發(fā)生器W1以顯示輸出,通道2+連接Q1的集電極。流過晶體管的電流是示波器輸入1+和示波器輸入2+測得的W1兩端的電壓差除以電阻值(1 kΩ)的結(jié)果。
圖12.VBE乘法器面包板電路。
步驟:
開始時,將電位計R3設(shè)置為其范圍的中間值,Q2集電極處的電壓應(yīng)大約為 VBE的2倍。將R3設(shè)置為最小值時,集電極處的電壓應(yīng)為 VBE的9/2(或4.5)倍。將R3設(shè)置為最大值時,集電極處的電壓應(yīng)為 VBE的9/7倍。
圖13.VBE 乘法器面包板波形。
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 數(shù)字驅(qū)動工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動化雙脈沖測試
- 揭秘電動汽車中直流鏈路電容器的奧秘(上)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索