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