1 Tranzystor Bipolarny
Transkrypt
1 Tranzystor Bipolarny
POLITECHNIKA POZNAŃSKA FILIA W PILE LABORATORIUM ELEKTRONIKI I TEORII OBWODÓW numer ćwiczenia: data wykonania ćwiczenia: 1 10.10.2002 data oddania sprawozdania: OCENA: 28.11.2002 tytuł ćwiczenia: Tranzystor Bipolarny wykonawcy: 1. 2. 3. 4. grupa: OSTASZEWSKI Paweł PAWLICKI Piotr LEMAŃSKI Radosław KARMOWSKI Sławomir semestr: A III 1. Cel ćwiczenia: wyznaczenie charakterystyk wejściowych i wyjściowych tranzystora bipolarnego w układzie wspólnego emitera określenie parametrów typu „h” dla schematu zastępczego tranzystora w układzie OE dla małych sygnałów na podstawie otrzymanych wyników. 2. Układ pomiarowy: B 1 3. Przebieg ćwiczenia: Podłączyć układ pomiarowy przy wyłączonym zasilaniu. Po połączenie układ musi być sprawdzony przez prowadzącego ćwiczenie, który załącza zasilanie 15V; Zdjąć charakterystyki wyjściowe (kolektorowe) tranzystora: IC f (U CE ) | IB const dla wartości IB: 1 A, 2 A, 3 A, 4 A, 5 A, UWAGA: nie przekraczać prądu IC = 10 A 1800 1600 1400 Ib = 1uA Ib = 2uA 1000 Ib = 3uA 800 Ib = 4uA 600 Ib = 5uA 400 200 80 8, 00 8, 40 7, 50 6, 50 5, 50 4, 50 3, 50 2, 00 1, 25 0, 22 0, 18 0, 15 0, 10 0 0, Ic [u A ] 1200 U c [V ] Ib = 1 A Ib = 2 A Ib = 3 A Ib = 4 A Ib = 5 A Uce [V] 0,10 0,13 0,15 0,17 0,18 0,20 0,22 0,23 0,25 0,50 1,00 4,00 9,00 Ic [ A] Ic [ A] Ic [ A] Ic [ A] Ic [ A] 20 50 80 110 140 170 190 200 210 220 230 280 340 30 110 170 250 310 370 440 460 470 500 520 540 600 50 180 280 440 510 620 700 720 770 820 820 870 960 90 220 400 590 690 850 970 1010 1060 1120 1140 1200 1300 130 340 550 750 930 1100 1250 1300 1360 1450 1470 1560 1630 2 Zdjąć charakterystyki wejściowe (bazowe) tranzystora: IB f (U BE ) | U CE const IB max 10 A dla wartości UCE: 1V i 9V 700 600 Ub [mV ] 500 400 U c e= 1 V 300 U c e= 9 V 200 100 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 I b [u A ] UCE=1 V UCE=9 V UBE [mV] UBE [mV] Ib [ A] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 475 617 632 638 646 653 658 662 663 670 656 652 45 540 621 621 565 470 403 379 373 370 360 138 3 Na podstawie otrzymanych charakterystyk można wyznaczyć parametry typu „h” tranzystora ( w otoczeniu punktu IB = 3 A UCE = 4 V ). h 11 U BE IB przy U CE 0 h11 - rezystancja wejściowa przy zwartym wyjściu h12 U BE U CE przy I B 0 h12 - współczynnik wewnętrznego napięciowego sprzężenia zwrotnego h 21 IC IB przy U CE 0 przy I B 0 h21 - współczynnik wzmocnienia prądowego h 22 IC U CE h22 - przewodność wyjściowa przy zwartym wejściu h11 h12 0 , 626 3 0 , 626 4 V 2086 , 67 A V 0 ,1565 V h 21 h 22 870 A 3 A 870 A 4 290 217 ,5 V 4. Wnioski: Niniejsze doświadczenie pozwala na sprawdzenie teoretycznej wiedzy dotyczącej tranzystora oraz porównania jej z wiedzą praktyczną. Prezentowane układy we wszelkiego rodzaju publikacjach o tematyce elektronicznej są zazwyczaj realizowane na elementach idealnych, które w rzeczywistości nie istnieją. Już na samym początku doświadczenia można było napotkać się z pewnymi uniedogodnieniami wynikającymi z niestabilności układu zasilającego badany układ. Obserwując wartości Ic, Ib, Uce, Ube prezentowane na wyświetlaczu elektronicznym można było dostrzec dość znaczne wahania tych wielkości mierzonych, były one w granicach 20%. Te nieuniknione niedogodności oczywiście wpłynęły na wyniki doświadczenia. Charakterystyka wejściowa tranzystora przypomina charakterystykę diody. Jest to bowiem charakterystyka złącza p-n baza-emiter tranzystora, które zaczyna przewodzić od pewnego napięcia progowego. Rodzina charakterystyk wyjściowych obrazuje zmiany prądu kolektora I C w stosunku do napięcia UCE przy ustalonym prądzie bazy. Można zauważyć, że po osiągnięciu pewnego 4 poziomu przez napięcie UCE, prąd kolektora praktycznie nie zmienia się pomimo wzrostu UCE. Mówimy wtedy o nasyceniu tranzystora. Prąd kolektora przy ustalonym U CE zależy tylko od prądu bazy. Charakterystyka wyjściowa tranzystora pozwala na wyznaczenie obszaru aktywnego, nasycenia, i zatkania tranzystora. Zauważyć można, że wraz ze wzrostem prądu bazy I b, wzrasta próg wartości napięcia Uce powyżej którego ustala się prąd kolektora. Jest to oczywiście obszar aktywny, który wykorzystuje się w układach cyfrowych. Ta część charakterystyki będzie w logice pozytywnej interpretowana jako logiczna jedynka. Mamy do czynienia z obszarem aktywnym tranzystora stosowanym w celu wzmacniania sygnałów. 5