Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

1 z 4 

 

 

Instrukcja do ćwiczenia 6 

Dział – Pomiary wielkości elektrycznych. 

Temat: Badanie tranzystora – parametry statyczne. 

Cel ćwiczenia: poznanie sposoby wyznaczenia charakterystyk statycznych tranzystora. 

I. 

Wprowadzenie  

Tranzystorem  bipolarnym  zwany  też  warstwowym,  stanowi  kombinacją  dwóch 
półprzewodnikowych  złączy  p-n,  wytworzonych  w  jednej  płytce  półprzewodnika.  Procesy 
zachodzące  w  jednym  złączu  oddziałują  na  drugie,  a  nośnikami  ładunku  elektrycznego  są 
dziury  i  elektrony.  Tranzystory  bipolarne  wykonywane  są  najczęściej  z  krzemu,  rzadziej  
z germanu. Ze względu na kolejność ułożenia warstw półprzewodnika rozróżniamy: 

  tranzystory p-n-p (rys.6.1a), 

  tranzystory n-p-n (rys.6.1b). 

Mogą one być z: 

  jednorodną bazą, 

  niejednorodną bazą. 

Zasada  działania  tranzystora  n-p-n  i  p-n-p  jest  jednakowa,  różnice  występują  tylko  
w polaryzacji zewnętrznych źródeł napięcia i kierunku przepływu prądów. 

Tranzystor  bipolarny  składa  się  z  trzech  obszarów  o  przeciwnym  typie 

przewodnictwa, co powoduje powstanie dwóch złączy: p-n i n-p. W tranzystorze bipolarnym 
poszczególne obszary półprzewodnika mają swoją nazwę: B – baza, E – emiter, C – kolektor. 
A złącza nazywa się  

  złączem emiterowym (złącze emiter-baza); 
  złączem kolektorowym (złącze baza-kolektor).  

Struktura  półprzewodnikowa  tranzystora  jest  umieszczana  w  hermetycznie  zamkniętej 
obudowie metalowej, ceramicznej lub plastykowej. 
Obudowa  ta  chroni  przed  uszkodzeniami  mechanicznymi,  jak  również  spełnia  inne  funkcje, 
np. w tranzystorach średniej i dużej mocy umożliwia skuteczne odprowadzenie ciepła. 

a)             

 

 

 

 

b)  

 

           

 

Rys.6.1. Symbole graficzne tranzystora bipolarnego: a) p-n-p, b) n-p-n. 

Działanie  tranzystora  bipolarnego  rozpatrzymy  na  przykładzie  polaryzacji  normalnej 

tranzystora,  tzn.  gdy  złącze  emiter-baza  jest  spolaryzowane  w  kierunku  przewodzenia, 
 a  złącze  baza-kolektor  spolaryzowane  w  kierunku  zaporowym.  Stan  taki  jest  zapewniony, 
gdy spełniona jest zależność między potencjałami na poszczególnych elektrodach: 

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

2 z 4 

 

-  V

E

 < V

B

 < V

C

 – dla tranzystora n-p-n; 

-  V

E

 > V

B

 > V

C

 – dla tranzystora p-n-p. 

Właściwości tranzystora opisują rodziny charakterystyk statycznych i parametry dynamiczne. 
Charakterystyki  statyczne  przedstawiają  zależności  między  prądami:  emiter,  kolektora,  bazy 
 i  napięciami:  baza-emiter,  kolektor-emiter,  kolektor-baza.  Rozróżniamy  cztery  rodziny 
charakterystyk statycznych: 

-  wejściowa (U

1

 = f (I

1

),   przy U

2

 = const), 

-  przejściowa (I

2

 = f (I

1

),   przy U

2

 = const), 

-  wyjściowa (I

2

 = f (U

2

),   przy I

1

 = const), 

-  zwrotna (U

1

 = f (U

2

),      przy I

1

 = const). 

Znając  dwie  charakterystyki  (wejściową  i  wyjściową)  możemy  wyznaczyć  dwie  pozostałe. 
Postać  charakterystyki  wejściowej  i  wyjściowej  jest  taka  sama,  jak  charakterystyki  złącza 
półprzewodnikowego spolaryzowanego w kierunku przewodzenia  i  w kierunku zaporowym. 
Tranzystor  może pracować w trzech układach pracy OE, OB, OC. 

Na poniższym rysunku przedstawiono rodzinę charakterystyk statycznych tranzystora 

pracującego  w  układzie  OE,  w  którym  I

1 

=  I

B

,  U

1

  =  U

BE

,  I

2

  =  I

C

,  U

2

  =  U

CE

.  Przesunięcie 

charakterystyk  wejściowych  względem  siebie  jest  związane  z  modulacją  szerokości  bazy, 
natomiast przesunięcie charakterystyk wyjściowych jest spowodowane oddziaływaniem prądu 
bazy  na  prąd  kolektora.    Charakterystyki  osiągają  nasycenie,  a  ich  nachylenie  nie  jest  stałe, 
ale  rośnie.  Jest  większe  niż  w  układzie  OB,  gdyż  część  napięcia  U

CE 

polaryzuje  złącze  

emiter-baza. 

 

Rys. 6.2 Charakterystyki statyczne tranzystora n-p-n w układzie OE. 

Charakterystyka  przejściowa  jest  linią  prostą  o  nachyleniu    -  współczynnik 

wzmocnienia prądowego. Charakterystyki  zwrotne są podobne do charakterystyk zwrotnych 
w  układzie  OB.  Tranzystor  składa  się  z  dwóch  złączy  p-n,  które  mogą  być  spolaryzowane  
w kierunku przewodzenia jak i w kierunku zaporowym. W związku z tym wyróżniamy cztery 
stany pracy tranzystora: aktywny, nasycenia, zatkania, inwersyjny. 
Ze względu na wydzielaną moc, tranzystory dzielimy na: 

  Małej mocy – do 0,3 W. 
  Średniej mocy – do 5 W. 
  Dużej mocy – powyżej 5 W, nawet do 300 W. 

Ze względu na maksymalną częstotliwość generacji, tranzystory dzielimy na: 

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

3 z 4 

 

  Małej częstotliwości – do kilkudziesięciu MHz. 
  Wielkiej częstotliwości – nawet do kilku GHz. 

II.  Treść zadania. 

Wyznaczyć  metodą  „punkt  po  punkcie”  charakterystyki  statyczne  tranzystora 

bipolarnego: BD 237 w układzie OE. 

 

Należy pamiętać, że metoda ta polega na odczycie wielkości poszczególnych napięć i prądów.

 

Tranzystor  jest  zasilane  z  zasilaczy  stabilizowanych  napięcia  stałego,  umożliwiających 
nastawianie  określonych  wartości  napięć.  Do  pomiarów  prądów  służą  użyjemy  — 
miliamperomierze i mikroamperomierz cyfrowe. Napięcia będziemy  mierzyć woltomierzami 
napięcia  stałego,  użyjemy  w  tym  celu  woltomierzy  cyfrowe,  posiadają  dużą  rezystancję 
wewnętrzną.  

Z układu przedstawionego poniżej wyznaczymy następujące charakterystyki: 

A.   I

C

= f(U

CE

) przy I

B

= const; 

B.  I

C

= f(I

B

) przy U

CE

 =const;  

C.  I

B

 = f(U

BE

) przy U

CE=

 const;  

D.  U

BE

= f(U

CE

) przy I

B

= const; 

 

III. Sprawozdanie z przeprowadzonego ćwiczenia. 

1. 

Schemat układu pomiarowego. 

 

2. 

Wykaz elementów 
 
 
 
 

 

Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ 

regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego 

Funduszu Społecznego. 

4 z 4 

 

 
 

3. 

Tabela pomiarowa 

I

C

= f(U

CE

) 

I

B

= f(U

BE

) 

I

B

=….uA 

I

B

=….uA 

I

B

=….uA 

U

CE

=…V 

U

CE

=…V 

U

CE

=…V 

U

CE

 

I

C

 

U

CE

 

I

C

 

U

CE

 

I

C

 

U

BE

 

I

B

 

U

BE

 

I

B

 

U

BE

 

I

B

 

V 

mA 

V 

mA 

V 

mA 

mV 

uA 

mV 

uA 

mV 

uA 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

C

= f(U

BE

) 

U

BE

 = f(U

CE

) 

U

CE

=…V  

U

CE

=…V  

U

CE

=…V  

I

B

=….uA 

I

B

=….uA 

I

B

=….uA 

I

B

 

I

C

 

I

B

 

I

C

 

I

B

 

I

C

 

U

CE

 

U

BE

   U

CE

 

U

BE

 

U

CE

 

U

BE

 

uA 

mA 

uA 

mA 

uA 

mA 

V 

uA 

V 

mV 

V 

mV 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 

Charakterystyki 
 
 
 

5. 

Uwagi i wnioski