Wydział: FTiMK	Imie i Nazwisko: Marcin Wiśniowski	Nr. Zepołu 5	Ocena Ostateczna
Grupa: Druga	Tytół ćwiczenia: Spożądzanie charakterystyk tranzystora	Nr. Cwiczenia 19	Data Wykonania: 11.10.2002

1. Wprowadzenie

W elementach półprzewodnikowych: diodach i tranzystorach występuje złącze p-n, powstające przy zetknięciu półprzewodnika typu p z półprzewodnikiem typu n. W takim złączu p-n wyróżnia się trzy różne obszary: obszar typu p, gdzie nośnikami większościowymi są dziury, warstwę zubożałą i obszar typu n, gdzie nośnikami większościowymi są elektrony. Warstwa zubożona powstaje po zetknięciu się obu typów półprzewodnika. Nośniki większościowe z obszaru n, dyfundują do obszaru p, pozostawiając dodatnio naładowane jony. Natomiast dziury z obszaru p dyfundują do obszaru n pozostawiając po sobie jony ujemne. W ten sposób po ustaleniu się równowagi tworzy się warstwa grubości kilku mikronów zubożona w nośniki większościowe, a wytworzone w niej pole elektryczne E charakteryzuje się barierą potencjału V, która zapobiega dalszej dyfuzji dziur i elektronów przez złącze. Równowaga w złączu jest dynamiczna. Oznacza to, że pewna liczba nośników większościowych może pokonać barierę potencjału, na skutek czego przez złącze popłynie niewielki prąd I_w. Jest on skompensowany przez płynący w przeciwnym kierunku prąd nośników mniejszościowych I_m. Złącze takie ma własności prostownicze tzn. przepuszcza prąd tylko w jednym kierunku. Dla przyłożonego napięcia zgodnie z polaryzacją diody bariera potencjału V maleje i zaczyna płynąć prąd rosnący expotencjalnie wraz z przykładanym napięciem zewnętrznym. Dla przeciwnie przyłożonych napięć bariera potencjału wzrasta, zmniejsza się prąd I_w i przez złącze przepływa bardzo słaby prąd zaporowy, który szybko osiąga wartość nasycenia I_o

I = I_o(e ^qV/kT - 1)

Półprzewodnikowymi elementami wzmacniającymi są tranzystory. W tranzystorze mamy do czynienia z dwoma złączami p-n. Tranzystor składa się z trzech warstw pół przewodnika złożonych w kolejności n-p-n lub p-n-p. Te warstwy nazywamy odpowiednio emiterem, bazą i kolektorem. Napięcie na złączu emiter-baza przyłożone jest w kierunku przewodzenia, zatem niewielkim zmianom tego napięcia odpowiadają duże zmiany prądu dziurowego płynącego przez złącze.

Tranzystor może pracować w różnych układach połączeń, których cechą charakterystyczną jest wspólna jedna elektroda. Rozróżniamy trzy układy: wspólny emiter, wspólna baza, wspólny kolektor.

Elektryczne własności różnych typów tranzystorów określamy podając cztery współczynniki - parametry tranzystora. Dla układu ze wspólnym emiterem są to:

• Oporność wejściowa

• Przewodność wyjściowa

• Zwarciowy współczynnik wzmocnienia prądowego

• Współczynnik zwrotnego sprzężenia napięciowego.

Oprócz parametrów tranzystora należy znać jego charakterystyki. Charakterystykami statycznymi tranzystora nazywamy zbiór zależności natężeń prądów bazy i kolektora od napięć U_BE i U_KE przedstawiony w różnych układach współrzędnych

Charakterystyką wejściową tranzystora nazywa się zależność natężenia prądu bazy od napięcia między bazą a emiterem przy stałym napięciu między kolektorem a emiterem.

I_B = f(U_BE)_UKE=const

Charakterystyka wyjściową tranzystora nazywa się zależność napięcia między kolektorem a emiterem przy stałym natężeniu prądu bazy

I_K = f(U_KE)_IB=const

Charakterystyką wzmocnienia prądowego nazywa się zależność natężenia prądu kolektora I_K od natężenia prądu bazy I_B przy stałym napięciu między kolektorem a emiterem

I_K = f(I_B)_UKE=const

Charakterystyką napięciowego sprzężenia zwrotnego nazywa się zależność napięcia między bazą a emiterem od napięcia między kolektorem a emiterem przy stałym natężeniu prądu bazy

U_BE = f(U_KE)_IB=const

2. Tabele pomiarowe i obliczenia.

LP	U1	ΔU1=I1RμA	-UBE=U1-ΔU1	I1=-IB	U2	ΔU2=I2RmA	-UKE=U2-ΔU2	I2=-IK
		[mV]	[mV]	[mV]	[μA]	[V]	[V]	[V]	[mA]
1	95	6,0	89,0	25	0	0	0	0
2	120	12,0	108,0	50	0	0	0	0
3	137	18,0	119,0	75	0	0	0	0
4	152	24,0	128,0	100	0	0	0	0
5	165	30,0	135,0	125	0	0	0	0
6	177	36,0	141,0	150	0	0	0	0
1	175	6,0	169,0	25	1,5	0,0202	1,4798	0,65
2	175	6,0	169,0	25	3,0	0,0204	2,9796	0,66
3	175	6,0	169,0	25	4,5	0,0223	4,4777	0,72
4	175	6,0	169,0	25	6,0	0,0248	5,9752	0,80
5	175	6,0	169,0	25	7,5	0,0254	7,4746	0,82
1	201	12,0	189,0	50	1,5	0,0496	1,4504	1,6
2	201	12,0	189,0	50	3,0	0,0527	2,9473	1,7
3	201	12,0	189,0	50	4,5	0,0558	4,4442	1,8
4	201	12,0	189,0	50	6,0	0,0589	5,9411	1,9
5	201	12,0	189,0	50	7,5	0,0620	7,4380	2,0
1	223	18,0	205,0	75	1,5	0,0868	1,4132	2,8
2	223	18,0	205,0	75	3,0	0,0927	2,9073	2,99
3	223	18,0	205,0	75	4,5	0,0977	4,4023	3,15
4	223	18,0	205,0	75	6,0	0,1038	5,8962	3,35
5	223	18,0	205,0	75	7,5	0,1116	7,3884	3,6
1	240	24,0	216,0	100	1,5	0,1277	1,3723	4,12
2	240	24,0	216,0	100	3,0	0,1349	2,8651	4,35
3	240	24,0	216,0	100	4,5	0,1482	4,3518	4,78
4	240	24,0	216,0	100	6,0	0,1550	5,8450	5,0
5	240	24,0	216,0	100	7,5	0,1671	7,3329	5,39
1	252	30,0	222,0	125	1,5	0,1705	1,3295	5,5
2	252	30,0	222,0	125	3,0	0,1829	2,8171	5,9
3	252	30,0	222,0	125	4,5	0,1969	4,3031	6,35
4	252	30,0	222,0	125	6,0	0,2077	5,7923	6,7
5	252	30,0	222,0	125	7,5	0,2201	7,2799	7,1
1	260	36,0	224,0	150	1,5	0,1005	1,3995	6,7
2	260	36,0	224,0	150	3,0	0,1125	2,8875	7,5
3	260	36,0	224,0	150	4,5	0,1170	4,3830	7,8
4	260	36,0	224,0	150	6,0	0,1260	5,8740	8,4
5	260	36,0	224,0	150	7,5	0,1380	7,3620	9,2

Opór mikroamperomierza:

Opór mikroamperomierza wyznaczam korzystając z prawa Ohma znając całkowity zakres urządzenia pracującego jako mikroamperomierz i miliwoltomierz

Opór miliamperomierza:

Opór miliamperomierza wyznaczam ze wzoru podanego na urządzeniu gdzie I_n oznacza zakres w chwili wykonywania pomiaru.

Pierwsze pomiary wykonywane był przy zakresie 7,5 mA

Ostatni pomiar był przy zakresie 15 mA

Pomiary zostały wykonane z dokładnością przyrządu 0,5

Wyznaczenie parametru h badanego Tranzystora metodą graficzna. Pochodne wyznaczam z zależności f `=tgα

3. Wnioski:

Jak widać z zamieszczonego wykresu

2

---