ćwiczenie nr. 5. parametry czwórnikowe tranzystore bipolarnego.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4
Temat: Parametry czwórnikowe tranzystorów bipolarnych.
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z parametrami czwórnikowymi tranzystora
bipolarnego (admitancyjnymi [y], impedancyjnymi [z]
i mieszanymi [h]).
i. Wymagany zasób wiadomości.
Do poprawnego wykonania ćwiczenia niezbędne jest opanowanie wiadomości na temat:
1. Znajomość równań opisujących tranzystor jako czwórnik.
2. Definicje elementów macierzy w określonym połączeniu tranzystora (np. parametry
macierzy [h] w układzie OB i OE).
3. Znajomość rzędów wielkości i jednostek parametrów macierzy [h].
4. Zależność parametrów czwórnikowych od prądów i napięć występujących na wejściu
i wyjściu czwórnika.
5. Układy zastępcze tranzystora dla sygnałów zmiennych (np. hybryd Π w układzie OB
i OE).
6. Definicje i sposoby wyznaczania częstotliwości granicznych tranzystora (przebieg h21
w funkcji częstotliwości ).
7. Wpływ parametrów konstrukcyjnych na wartości:
−parametrów macierzy [h];
−częstotliwości granicznych tranzystora.
8. Metody pomiarów parametrów czwórnikowych.
1
II. Wykonanie ćwiczenia.
Pomiary parametrów macierzy typu [h] w układzie OE wykonujemy przy pomocy Testera
Tranzystorów typu P-561 (Rys. 1).
TRANSISTOR TESTER
TEST POINT
IB
kΩ
h11
V/V
h12
A/A
h21
μS
h22
μA
ICE0
PARAMETER
IC
mA
UCE
V
ICB0
IEB0
NPN PNP
UCE
E
S
B
C
MAINS
Rys. 1 Płyta czołowa Testera P - 561.
1. Badany tranzystor typu p - n - p lub n - p - n należy umieścić w podstawce i połączyć
odpowiednio z gniazdami E, B, C na wejściu Testera.
Dalsze postępowanie zostanie omówione na przykładzie pomiaru parametru h11e.
2. Wstępne ustawienie zakresów pomiarowych Testera:
- sprawdzić, czy pokrętła do skokowej i płynnej regulacji prądu bazy IB i napięcia
kolektora UCE są ustawione w skrajnym lewym położeniu;
- włączyć odpowiedni przycisk określający typ tranzystora P - N - P lub N - P - N;
- wcisnąć klawisz wyboru mierzonego parametru h11e i ustawić pokrętło wyboru
zakresu w skrajnym prawym położeniu (co dla parametru h11e odpowiada 30 kΩ);
- wybrać zakres napięcia UCE = 3V;
- wybrać zakres prądu IC = 10 mA.
2
3. Włączyć zasilanie Testera (MAINS).
4. Ustalanie punktu pracy tranzystora:
- wcisnąć przycisk UCE , przy pomocy pokrętła UCE ustalić wartość napięcia np.
UCE=2V na wskaźniku (TEST POINT);
- wcisnąć przycisk IC, przy pomocy skokowej i płynnej regulacji IB ustalić wartość
prądu IC =1mA na wskaźniku (TEST POINT).
5. Wybór zakresu pomiarowego parametru h11e:
- przy pomocy pokrętła zmiany zakresów dokonać wyboru zakresu pomiarowego
parametru h11e, przyjmując jako optymalny, zakres na którym możliwy jest odczyt
wartości maksymalnej mierzonego parametru;
- wartość mierzonego parametru odczytać ze wskaźnika PARAMETER.
6. Pomiar zależności h11e w funkcji prądu IC.
W celu zbadania wpływu zmian prądu IC na mierzony parametr przy ustalonym UCE
(np. UCE=2V), należy zmierzyć wartości h11e w funkcji zmian prądu (np. w zakresie od
1 mA do 10mA co 1mA).
7. Pomiar zależności : h12e, h21e i h22e.
- postępując analogicznie jak przy pomiarze h11e należy wyznaczyć wpływ zmian prądu
IC na pozostałe parametry;
- przy pomocy pokrętła zmiany zakresów dokonać wyboru zakresu pomiarowego
danego parametru h, przyjmując jako optymalny, zakres na którym możliwy jest
odczyt wartości maksymalnej mierzonego parametru;
- wartość mierzonego parametru odczytać ze wskaźnika PARAMETER.
Można również badać wpływ napięcia na wartości parametrów, czyli h = f (UCE) przy
ustalonej wartości prądu IC.
Punkt pracy tranzystora i zakres zmian prądu IC (ewentualnie UCE ) ustala prowadzący
ćwiczenie.
Prowadzone pomiary można powtórzyć dla innych tranzystorów.
III. Opracowanie wyników.
3
1. Wykreślić przebiegi parametrów macierzy h w funkcji prądu IC i napięcia UCE na papierze
milimetrowym.
2. Porównać otrzymane wykresy z przebiegami teoretycznymi.
3. Zinterpretować otrzymane charakterystyki.
Sporządzone wykresy oraz wnioski zamieścić w sprawozdaniu.
Wybrane parametry badanych tranzystorów
Typ
Rodzaj Materiał UCEOmax
TG 5
PNP
Ge
30 V
BC 109 C
NPN
Si
20 V
BUYP 53
NPN
Si
50 V
2N 3055
NPN
Si
60 V
TG 52
PNP
Ge
30 V
TG 3A
PNP
Ge
15 V
ICmax
Ptot
(PCmax)
h21e
25 ÷ 90 A/A
(UCE = 2 V, IC = 3 mA)
400 ÷ 850 A/A
100 mA 300 mW
(UCE = 5 V, IC = 2 mA)
> 20 A/A
5A
50 W
(UCE = 5 V, IC = 5 A)
20 ÷ 70
15 A
115 W
(IC = 4 A)
15 ÷ 120 A/A
150 mA 100 mW
(UCE = 0,7 V, IC = 250 mA)
70 ÷ 130 A/A
10 mA (75 mW)
(UCE = 2 V, IC = 3 mA)
10 mA
4
(75 mW)
Strona tytułowa sprawozdania
LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
Grupa
..................
Zespół
..............
Ocena
Lp.
Nr ćwiczenia
Data wykonania
ćwiczenia
Nazwisko i imię
kol. wyk.
wst.
Prowadzący zajęcia
ćw..
1.
.........................
....... ........
2.
.........................
.......
......
3.
..........................
.......
......
4.
..........................
.......
..........
..........
..........
Data oddania
sprawozdania
..........
TEMAT
ĆWICZENIA:.............................................................................................
..................................................................................................................................
..
5