UNIWERSYTET ŚLĄSKI W KATOWICACH
I PRACOWNIA FIZYCZNA
Ć W I C Z E N I E NR 57
Ć W I C Z E N I E NR 57
Ć W I C Z E N I E NR 57
Ć W I C Z E N I E NR 57
WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK
TRANZYSTORA
ZAGADNIENIA DO KOLOKWIUM WSTĘPNEGO
- model pasmowy przewodnictwa elektrycznego, (pasmo walencyjne,
przerwa energetyczna, przewodnictwo) - -
półprzewodniki typu n i p, donory i akceptory
- tranzystor bipolarny typu npn i pnp
-
układy: /WB/(wspólnej bazy), /WE/ (wspólnego emitera), /WK/ (wspólnego kolektora)
- współczynniki wzmocnienia prądowego /α i β/
- oporność wejściowa i wyjściowa, charakterystyki: wejściowa i wyjściowa -
- zasada działania mierników prądu stałego, dzielnik napięcia (potencjometr)
- wpływ oporności mierników na mierzoną wartość napięcia lub natężenia prądu
APARATURA
- zasilacz prądu stałego
- pulpit pomiarowy do badania charakterystyk tranzystora w układzie /WE/
(badany tranzystor npn włączony na stałe do układu)
- mierniki prądu stałego: woltomierz –2 szt., mikroamperomierz, miliamperomierz
- przewody
WZORY SCHEMATY
Rys. 57.l.
Schemat układu do wyznaczania charakterystyk
statycznych tranzystora /npn/ w układzie /WE/
Z..........................-zasilacz prądu stałego
P
1
, P
2
..................-potencjometry wieloobrotowe
V
1
, V
2
, µA, mA.... -mierniki prądu stałego
a b c
Rys. 57.2. Charakterystyki statyczne tranzystora w układzie /WE/
a)
wejściowa,
/ i
B
= f(U
BE
)
przy
/ U
KE
= const./
b)
wyjściowa,
/ i
K
= f(U
KE
)
przy
/ i
B
= const./
c)
przejściowa
/ i
K
= f(i
B
)
przy
/ U
KE
= const./
Oporność wejściowa:
B
BE
we
i
U
R
δ
δ
=
U
KE
= const.
(57.1.)
Oporność wyjściowa:
K
KE
wy
i
U
R
δ
δ
=
i
B
= const.
(57.2.)
3
Współczynnik wzmocnienia prądowego:
B
K
i
i
δ
δ
β
=
U
KE
= const.
(57.3.)
WYKONANIE ĆWICZENIA
1 .Pod łączyć do pulpitu pomiarowego zasilacz [Z], Woltomierze [V
1
, V
2
],
mikroamperomierz i miliamperomierz zwracając uwagę na polaryzację.
2. Pomiar charakterystyki wejściowej / i
B
= f(U
BE
) dla / U
KE
= const./, (rys.57.2./a )
2.1.Za pomocą potencjometru [P
2
] ustalić napięcie /U
KE
/ (np. lV).
2.2.Zmieniając napięcie /U
BE
/ (potencjometr [P
1
] w zakresie 0÷0,7V zmierzyć wartości /i
B
/
[µA]. Utrzymywać ustaloną wartość /U
KE
/
2.3.Powtórzyć czynności z pkt.(2.1. i 2.2.) dla następnego napięcia /U
KE
/.
3. Pomiar charakterystyki wyjściowe / i
K
= f(U
KE
) dla / I
B
= const./, (rys.57.2./b )
3.1.Za pomocą potencjometru [P
1
] ustalić prąd bazy /i
B
/ [µA] .
3.2.Zmieniając napięcie /U
KE
/ (potencjometr [P
2
] w zakresie 0÷7V zmierzyć
wartości /i
K
/ [µA]. Utrzymywać ustaloną wartość /i
B
/.
3.3.Powtórzyć czynności z pkt.(3.1. i 3.2.) dla następnej wartości prądu bazy /i
B
/.
4. Pomiar charakterystyki przejściowej / i
K
= f(i
B
) dla / U
KE
= const./, (rys.57.2./c )
4.1.Za pomocą potencjometru [P
2
] ustalić napięcie /U
KE
/ (np. lV).
c prąd bazy /i
B
/[µA] (potencjometr [P
1
] zmierzyć wartości prądu
kolektora /i
K
/ [mA]. Utrzymywać ustaloną wartość /U
KE
/
czynności z pkt.(4.1. i 4.2.) dla następnego napięcia /U
KE
/.
Ilość pomiarów w pkt.(2, 3, 4) ustalić z prowadzącym na podstawie serii pomiarów próbnych.
Należy pamiętać o dobraniu odpowiednich zakresów mierników.
4
OPRACOWANIE WYNIKÓW
1. Określić niepewności pomiarowe /∆i
K
, ∆i
B
, ∆U
BE
, ∆U
KE
/' biorąc pod
uwagę klasę mierników i wpływ ich oporności na mierzoną wielkość.
2. Wykreślić charakterystyki wejściowe tranzystora /i
B
= f (U
BE
)/ dla różnych /U
KE
/.
2.l. Zaznaczyć na wykresie niepewności pomiarowe / ∆i
B
, ∆U
BE
/.
2.2.Określić wielkości przyrostów /δi
B
, δU
BE
/ / (rys.57.2./a).
Obliczyć wartość oporności wejściowej tranzystora /
R
we
/ (57.1.).
Określić niepewność pomiarową / ∆R
we
/.
3. Wykreślić charakterystyki wyjściowe tranzystora / i
K
= f (U
KE
/ dla różnych /i
B
/.
3.l. Zaznaczyć na wykresie niepewności pomiarowe / ∆i
K
, ∆U
KE
/.
3.2.Określić wielkości przyrostów / δi
K
, δU
KE
/r- / (rys. 57. 2./b) .
Obliczyć wartość oporności wyjściowej tranzystora /
R
wy
/ (57.2.).
Określić niepewność pomiarową /
∆
R
wy
/.
4. Wykreślić charakterystyki przejściowej tranzystora / i
K
= f (i
B
/ dla różnych /U
KE
/ .
4.l. Zaznaczyć na wykresie niepewności pomiarowe / ∆i
K
, ∆i
B
/.
Określić zakres liniowej zależności /i
K
od i
B
/
4.2.Określić wielkości przyrostów / δi
K
, δI
B
/ (rys.57.2./c).
Obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia /β/(57.3.).
Określić niepewność pomiarową / ∆β /.
4.3.Wykorzystując charakterystyki wyjściowe tranzystora określić wielkości / δi
K
, δI
B
/
Obliczyć wartość /β /. Określić / ∆β /.
Porównać wielkości otrzymane w pkt.(4.2. i 4.3.)
LITERATURA
H. Szydłowski, "PRACOWNIA FIZYCZNA", PWN Warszawa
T. Dryński, "ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI”, PWN Warszawa 1980
W. Golde, "UKŁADY ELEKTRONICZNE”, t.1 WNT Warszawa
J. Jaczewswki, A. Opolski, J. Stolz, "PODSTAWY ELEKTRONIKI
I ENERGOELEKTRONIKI", PWT, Warszawa 1981 r.
