Читаем Осциллограф - ваш помощник (приставки к осциллографу) полностью

С помощью предыдущей приставки можно лишь проверить работоспособность транзисторов. Но порою подобных сведений бывает недостаточно для решения об использовании того или иного транзистора в конструируемом устройстве. Ведь нередко бывает необходимо подобрать транзисторы, скажем, для выходного каскада радиоприемника, с одинаковыми или возможно близкими параметрами. Наиболее приемлемый практический путь здесь — измерение статического коэффициента передачи тока. Но лучшие результаты дает сравнение выходных характеристик транзисторов и отбор по ним приборов с одинаковыми данными.

О приставке к осциллографу для просмотра выходных характеристик транзисторов обеих структур — характериографе и пойдет рассказ. Но прежде чем начать его, следует сказать несколько слов о самых выходных характеристиках и ответить на вопрос, почему именно они выбраны для контроля характериографом.

Выходные характеристики транзистора — это зависимости коллекторного тока от напряжения между коллектором и эмиттером при различных токах базы. Снимают подобные характеристики обычно при включении транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Вот, к примеру, как это делается для транзистора МП42Б (рис. 13, а).

Рис. 13, а

С помощью переменного резистора R1, подключенного к гальваническому элементу G1, изменяют ток базы транзистора, а напряжение на коллекторе устанавливают переменным резистором R2, подключенным к батарее GB1 (например, составленной из восьми элементов напряжением 1,5 В). Базовый ток контролируют микроамперметром РА1, коллекторный — миллиамперметром РА2, а напряжение между коллектором и эмиттером — вольтметром PV1.

Установив ток базы, скажем, равным 20 мкА, подают на коллектор напряжение 1 В, 2 В, 3 В и т. д. Для каждого значения напряжения определяют значение коллекторного тока транзистора. Затем задают другие значения тока базы (40, 60, 80 мкА и т. д.) и вновь определяют коллекторный ток при разных напряжениях на коллекторе. А затем по полученным данным вычерчивают график (рис. 13, б) семейства выходных характеристик данного транзистора.

Рис. 13, б

Подобные графики вы встретите в справочниках по транзисторам.

О чем свидетельствуют выходные характеристики? Во-первых, выходной ток, т. е. ток коллектора, почти не зависит от напряжения на коллекторе, а определяется лишь заданным базовым током.

Во-вторых, при имеющемся источнике питания каскада задаваемый коллекторный ток может быть обеспечен при вполне определенном токе базы. Скажем, если нужен коллекторный ток 4,5 мА при напряжении источника питания 4,5 В, ток базы должен быть 40 мА. А для коллекторного тока 8 мА при том же питании придется увеличить базовый ток до 80 мкА. Вот так по выходным характеристикам вы можете определять нужный начальный ток базы, а уже по нему рассчитывать сопротивление базового резистора.

Кроме того, по выходным характеристикам нетрудно определить выходное сопротивление транзистора для постоянного или переменного тока — параметры, которые необходимо знать для расчета усилительных каскадов и правильного согласования их. Например, сопротивление по постоянному току в рабочей точке А составит:

R₌ = U_k/I_k,

где R₌ — сопротивление транзистора, Ом; U_k — напряжение на коллекторе транзистора, В; I_k — ток коллектора, A. В нашем примере сопротивление составит 1000 Ом. В точке Б сопротивление будет ниже.

Для переменного тока сопротивление в той же точке A можно определить по формуле:

R_~ = ΔU_k/ΔI_k,

где R_~ — сопротивление транзистора, кОм; ΔU_k — приращение напряжения на коллекторе, В; ΔI_k — соответствующее ему приращение коллекторного тока, мА.

Для показанных на графике рис. 13, б приращений нетрудно подсчитать, что сопротивление транзистора составит примерно 15 кОм.

И еще. По выходным характеристикам можно определить статический коэффициент передачи тока базы в данной рабочей точке. Для этого нужно разделить значение коллекторного тока на ток базы. Скажем, для точки А коэффициент передачи составит 105, в точке Б он уменьшится до 100. Видите, сколько полезных сведений удалось получить по выходным характеристикам транзистора? Вот почему, сравнивая между собой различные выходные характеристики, можно точнее подобрать одинаковые по параметрам транзисторы.

А теперь о нашем приборе-приставке. Его задача — подавать на проверяемый транзистор изменяющееся коллекторное напряжение и ступенчато изменяющееся базовое напряжение, определяющее базовый ток. «Ступеньки» тока должны быть одинаковы. Тогда на экране осциллографа, подключенного к коллекторной цепи транзистора, можно будет «увидеть» выходные характеристики.

Схема практической приставки-характериографа, разработанной курским радиолюбителем Игорем Александровичем Нечаевым, приведена на рис. 14.

Питается приставка от сети переменного тока, напряжение которой подается выключателем Q1 на понижающий трансформатор Т1. Со вторичной обмотки напряжение подается на два выпрямителя. Первый выполнен на диоде VD1, сглаживающем фильтре C1R1C2 и стабилитроне VD3. Он используется для питания микросхем приставки.