PP>WE>Z>AiR>Inż>Sem3 Podstawy Elektroniki Ćw. 02. Badanie

PP>WE>Z>AiR>Inż>Sem3
Podstawy Elektroniki
Ćw. 02. Badanie diod i tranzystora bipolarnego BC547
1. Wprowadzenie
Celem ćwiczenia jest poznanie parametrów i przetestowanie różnego typu diod. Ćwiczenie ma również utrwalić
znajomość budowy i umiejętność obsługi stanowiska badawczego. W części poświęcionej tranzystorowi bipolarnemu BC547
ściągane są jego podstawowe charakterystyki oraz wyznaczne parametry.
Podstawowe parametry diod:
• Prąd w kierunku przewodzenia
• Napięcie progowe
• Rezystancja przewodzenia
• Napięcie przebicia
• Powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne
• Dopuszczalny średni prąd przewodzenia
Podstawowe zmienne, stany pracy, parametry i
charakterystyki tranzystora:
• Prądy kolektora, bazy, emitera
• Napięcia kolektor-baza, kolektor-emiter, baza-emiter
• Wzmocnienie prądowe tranzystora
• Rezystancje przyrostowe
• Charakterystyki wejściowe i wyjściowe
• Stany pracy: aktywny, nasycenia, zatkania, inwersyjny
Zadania do wykonania w trakcie ćwiczenia:
• Zrealizować zadane schematy połączeń dobierając odpowiednio elementy układu,
• Dokonać pomiaru charakterystyk według poniższego programu.
2. Badanie prądów i spadków napięć w obwodzie U – R – D
2.1. Połączyć układ według schematu zamieszczonego poniżej (Rys. 2.1). Pomiary polegają na nastawianiu napięcia wzmacniacza
(w granicach podanych poniżej) i odczytywaniu wskazań mierników.
Rys. 2.1) Schemat połączenia obwodu URD
2.2. Pomiar spadków napięć, i prądu, przy regulacji napięcia V1 w zakresie:
• Diody świecące (LED): 0 do 10 V, styki 12 i 13 rozwarte
• Diody Schottkyego i Zenera: -10 do 10 V, styki 12 i 13 zwarte
2.3. Dla diody Zenera wykreślić charakterystykę na zajęciach. Obliczyć parametry schematu zastępczego: źródła napięcia
(napięcie progowe) i rezystancji (przyrostowa rezystancjaprzewodzenia diody).
2.4. Na podstawie parametrów obwodu i charakterystyki diody wyznaczyć graficznie punkt pracy dla wybranego przez
prowadzącego napięcia. Wyznaczenie sprawdzić doświadczalnie.
3. Łączenie elementów nieliniowych
Rys. 3.1) Obwód URDD, połączenie równoległe elementów nieliniowych
3.1. Połączyć układ wg schematu na rysunku 3.1. Dokonać pomiaru odpowiednich parametrów. Zaobserwować rozpływ prądu i
spadek napięcia na połączonych równolegle diodach. Zwrócić uwagę na świecenie diod.
3.2. Badane diody połączyć szeregowo, wg rysunku 3.2. Dokonać pomiaru odpowiednich parametrów.
3.3. Wyjaśnić przyczyny świecenia/nieświecenia diod. Porównać działanie układu dla obu konfiguracji połączeń
Rys. 3.2) Obwód URDD, połączenie szeregowe diod
4. Schemat układu( J1 zwarta pozycja 3, J2 zwarta pozycja 1 )
Połączyć układ wg schematu zamieszczonego na rysunku 4.1 (obowiązuje dla wszystkich pomiarów).
Rys. 4.1) Obwód URDD, połączenie szeregowe diod
5. Badanie wzmocnienia prądowego tranzystora
5.1. Parametr ten charakteryzuje pracę tranzystora przy wysterowaniu prądowym bazy:
=
IC
. Potencjometr P2 ustawić w
IB
prawe skrajne położenie (+12 V). Potencjometr P1 ustawić tak, aby napięcie UB było równe zeru. Następnie regulując P1
wyznaczyć charakterystykę IC=f(IB). Zapisywać także wartości UB i UC.
5.2. Wykreślić charakterystykę IC=f(IB) i na jej podstawie określić maksymalną wartość małosygnałowego wzmocnienia
prądowego .
6. Zdejmowanie charakterystyki wejściowej
6.1. Należy zmierzyć dwie charakterystyki IB=f(UBE), przy P2 ustawionym w prawym/lewym skrajnym położeniu. Wykreślić
pomierzone charakterystyki.
6.2. Na podstawie wykresów wyznaczyć (graficznie) wartość parametru RBE (rezystancja przyrostowa baza-emiter). Porównać z
danymi katalogowymi.
7. Zdejmowanie rodziny charakterystyk wyjściowych
7.1. Charakterystyki IC=f(UCE) należy mierzyć przy 3 wybranych prądach bazy IB. Prąd bazy musi być tak dobrany, aby prąd
kolektora IC dla UCE=5 [V] wynosił 15 [mA], 10 [mA], 5 [mA]. Pamiętać o utrzymywaniu stałego prądu bazy podczas
pomiarów. Wykreślić charakterystykę IC=f(UCE).
7.2. Na podstawie wykresu wyznaczyć wartość parametru RCE (rezystancja przyrostowa kolektor-emiter).
Sprawozdanie:
• schematy pomiarowe z zestawieniem użytych przyrządów
• wykresy charakterystyk wszystkich badanych diod i wyznaczone na ich podstawie wartości parametrów zastępczych diod
(napięcie progowe i rezystancja przewodzenia) i tranzystora BC547 (porównanie otrzymanych wartości z danymi katalogowymi)
• analizę, z użyciem schematu zastępczego całego obwodu, rozpływu prądów i rozkładu napięć oraz świecenia/nieświecenia diod
LED łączonych szeregowo i równolegle
• analizę charakterystyk tranzystora BJT
• uwagi dotyczące przebiegu ćwiczenia, sprawności stanowiska itp.
• (nieobligatoryjnie) : wyniki analizy symulacyjnej w LTSpice układów zrealizowanych wg programu