background image

POLITECHNIKA  BIAŁOSTOCKA 

WYDZIAŁ  ELEKTRYCZNY 

___________________________________________________________ 

Laboratorium  Miernictwa  Elektrycznego 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Charakterystyki statyczne tranzystora 

 
 
 
 

Instrukcja do 

ć

wiczenia 

 

Nr   2

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

___________________________________________________ 

Białystok   1998 

background image

 

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora 

2

 
 

1. Wprowadzenie 

 

 

 

wiczenie  ma  na  celu  nauczenie  studentów  techniki  zdejmowania 
charakte-  rystyk    metod

ą

  „punkt  po  punkcie”  oraz  graficznego 

przedstawiania  tych  charakterystyk.  Jest  tak

ż

e  dla  nich  okazj

ą

  do 

poznania podstawowych wła

ś

ciwo

ś

ci tranzystora bipolarnego. 

 
 

2. Przebieg 

ć

wiczenia 

 

2.1. Zdejmowanie  charakterystyk  I

C

 =  f(U

CE

)  dla 

ż

nych pr

ą

dów bazy 

 
 

Na wst

ę

pie nale

ż

y poł

ą

czy

ć

 układ przedstawiony na rysunku 1. 

 
 

B

I

C

I

B

V

1

V

2

mA

1

mA

1

U

Z1

U

Z2

U

CE

U

BE

E

C

R

C

R

B

+

+

ZS2

ZS1

 

 

Rys.1. Schemat układu pomiarowego 

 

ZS

1

 - zasilacz stabilizowany z wbudowanym woltomierzem 

ZS

2

 - zasilacz stabilizowany o pr

ą

dzie maksymalnym 2,5 A 

V

1

, V

2

 - woltomierze cyfrowe dowolnego typu 

mA

1

, mA

2

 -miliamperomierze magnetoelektryczne typu LM-3 

R

B

,R

C

 - oporniki 6-cio dekadowe 

T - badany tranzystor typu n-p-n 

Ć

 

background image

 

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora 

3

 

Kolejno

ść

 czynno

ś

ci 

 
1. Nastaw R

= 5

  (5x1

2. Nastaw R

B

 = 99 999 

 

3. Nastaw zakresy pomiarowe woltomierzy: U

n

1

 = U

n

2

 = 1V (tryb DC) 

4. Nastaw zakresy pomiarowe I

n

1

, I

n

2

 miliamperomierzy takie, jakie podano przy 

odpowiednich tablicach (Tablice 1 - 4) 

5. Ustaw pokr

ę

tła regulatorów napi

ę

cia obu zasilaczy w pozycji zerowej 

6. Wł

ą

cz napi

ę

cia zasilaj

ą

ce zasilaczy i woltomierzy cyfrowych 

7. Nastaw  napi

ę

cie  wyj

ś

ciowe  zasilacza  ZS

1

  równe  U

Z1

  =  5V,  kieruj

ą

c  si

ę

 

wskazaniami wbudowanego do

ń

 woltomierza 

8. Zmniejszaj  stopniowo  rezystancj

ę

  R

B

,  a

ż

  do  uzyskania  pr

ą

du  I

B

  podanego  w 

stosownej Tablicy 

9. Zwi

ę

kszaj  stopniowo  napi

ę

cie  U

Z2

,  obserwuj

ą

c  wskazanie  miliamperomierza  

mA

2

  ,  dla  pr

ą

dów  I

C

    wskazanych  w  Tablicy  notuj  warto

ś

ci  napi

ę

cia  U

CE

 

wskazywane przez woltomierz V

2

. W dalszej cz

ęś

ci charakterystyki nastawiaj 

dla  odmiany  podane w Tablicy warto

ś

ci  napi

ę

cia U

CE 

 i notuj warto

ś

ci pr

ą

du 

I

C

 
Uwaga:  Przy  ka

ż

dym  punkcie  pomiaru  nale

ż

y  sprawdza

ć

  nastawion

ą

  na 

pocz

ą

tku  warto

ś ć

  pr

ą

du  bazy  I

B

  i  w  razie  konieczno

ś

ci  regulowa

ć

  j

ą

 

opornikiem R

 

Tablica 1 

I

B

 =1 mA                                Zakresy pomiarowe: I

n

= 3 mA  I

n

= 150 mA 

I

C

  mA  20  40  60  80  100  120 

 

 

 

 

U

CE

  V 

 

 

 

 

 

 

0,4  0,6  0,8  1,0 

 

Tablica 2 

I

B

 =2 mA                                 Zakresy pomiarowe: I

n

1

 = 3 mA  I

n

= 300 mA 

I

C

  mA  50  100  150  200  250 

 

 

 

 

 

U

CE

  V 

 

 

 

 

 

0,4  0,6  0,8  0,9   1,0 

 

Tablica 3 

I

B

 =3 mA                                 Zakresy pomiarowe: I

n

= 3 mA  I

n

= 750 mA 

I

C

  mA  100  150  200  250  300  350 

 

 

 

 

U

CE

  V 

 

 

 

 

 

 

0,3  0,4   0,8   1,0 

background image

 

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora 

4

 

Tablica 4 

I

B

 =4 mA                                Zakresy pomiarowe: I

n

= 7,5 mA  I

n

= 750 mA 

I

C

  mA  100  200  300  400  500 

 

 

 

 

 

U

CE

  V 

 

 

 

 

 

0,4  0,6  0,8  0,9  1,0 

 
 

W  sprawozdaniu  nale

ż

y  wykre

ś

li

ć

  na  papierze  milimetrowym  4  charak- 

terystyki  I

C

 = f(U

CE

)  we  wspólnym  układzie  współrz

ę

dnych  prostok

ą

tnych. 

Zaleca  si

ę

  zastosowanie  nast

ę

puj

ą

cych  współczynników  skal:  1  cm 

  100  mA  

oraz  1 cm 

 0,1 V. 

 

2.2. Badanie tranzystora jako 

ź

ródła pr

ą

dowego 

 
 

Pomiary  nale

ż

y  przeprowadzi

ć

  w  tym  samym  co  poprzednio  układzie  

 z rysunku 1. 

Kolejno

ś ć

 czynno

ś

ci 

1. Nastaw  nast

ę

puj

ą

ce  zakresy  pomiarowe:  U

n1

=1V,  U

n2

=10V,  I

n1

=3mA,  

I

n2

=150 mA 

2. Nastaw rezystancje:   R

B

= 99 999 

,    R

C

= 0 

 

3. 

ą

cz napi

ę

cie sieciowe obydwu zasilaczy i nastaw:  U

Z1

= 5V,  U

Z2

= 1 V 

4. Zmniejszaj

ą

c stopniowo rezystancj

ę

 R

B

, nastaw pr

ą

d bazy I

B

=1 mA 

5. Regulatorem zasilacza ZS

2

 nastaw U

Z2

=2 V 

6. Sprawd

ź

  teraz,  czy  pr

ą

d  bazy  ma  warto

ść

  1  mA  i  ewentualnie  skoryguj  ten 

pr

ą

d 

7. Zmieniaj

ą

c rezystancj

ę

 R

C

 w przedziale od 0 

  do  10 

, notuj w Tablicy 5 

warto

ś

ci  I

C

, U

CE

 

 

Tablica 5 
I

B

 = 1 mA 

R

C

 

 

9  10 

I

C

 

mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

CE

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
W sprawozdaniu nale

ż

y:  

1. Wykre

ś

li

ć

  we  wspólnym  układzie  współrz

ę

dnych  charakterystyki:  I

C

=f(R

C

); 

U

CE

=f(R

C

).  Zaleca  si

ę

  przyj

ę

cie  nast

ę

puj

ą

cych  współczynników  skal:  1cm 

 

0,1

;  1cm 

 0,2 V;  1cm 

 20 mA. 

 

background image

 

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora 

5

 
2. Obja

ś

nij  zmienno

ść

  napi

ę

cia  U

CE

  w  powi

ą

zaniu  z  przebiegiem  pr

ą

du  I

C

  przy 

zmianach  rezystancji  R

C

,  pami

ę

taj

ą

c, 

ż

e  napi

ę

cie  wyj

ś

ciowe  U

Z2

  zasilacza 

zachowywało stał

ą

 warto

ść

3. Wyja

ś

nij  dlaczego  i  w  jakim  zakresie  tranzystor  mo

ż

e  pracowa

ć

  jako 

ź

ródło 

pr

ą

dowe. 

 

2.3. Zdejmowanie charakterystyk I

C

 = f(I

B

) dla ustalonych 

napi

ęć

 U

CE 

 

 

Pomiary nale

ż

y wykona

ć

 w układzie z rysunku 1. 

 

Kolejno

ś ć

 czynno

ś

ci 

 

1. Nastaw zakresy:  U

n

1

= 1 V;    U

n

2

= 10 V;  

I

n

1

= 30 mA;    I

n

2

= 3000 mA 

2. Nastaw: U

Z1

= 5 V;   U

CE

= 1V;   

R

B

= 99 999 

;     R

C

= 1 

;  (10 x 0,1 

 !

3. Reguluj

ą

c  rezystancj

ę

  R

B

,  nastawiaj  warto

ś

ci  pr

ą

du  I

B

  podane  w  Tablicy  6, 

notuj warto

ś

ci pr

ą

du I

C

. Utrzymuj stał

ą

 warto

ść

 napi

ę

cia U

CE

=1 V 

 
Tablica 6 
U

CE 

=1 V;    R

= 1 

 (10 x 0,1 

 !) 

I

B

  mA  0 

2 

4 

6 

8  10  12  14  16  18  20 

I

C

  mA   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

21E

  - 

- 

 

 

 

 

 

 
Powtórz pomiary dla U

CE

=5 V, notuj

ą

c wyniki w Tablicy 7

 

 

Tablica 7 

U

CE 

= 5 V;   R

= 1 

   (10 x 0,1 

 !) 

I

B

  mA 

10 

12 

14 

I

C

  mA 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

21E

 

 

 

 

 

 
 
 
 

background image

 

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora 

6

 
W sprawozdaniu nale

ż

y: 

1. Obliczy

ć

 współczynniki wzmocnienia pr

ą

dowego h

21E

 według wzoru: 

h

I

I

E

C

B

21

=


 

2. Wykre

ś

li

ć

  we  wspólnym  układzie  współrz

ę

dnych  prostok

ą

tnych    charakte-

rystyki I

C

=f(I

B

). Zaleca si

ę

 przyj

ę

cie nast

ę

puj

ą

cych współczynników skal: 1cm 

 200 mA (o

ś

 Y) oraz  1cm 

 2 mA (o

ś

 X) 

 
 
 

3. Pytania i zagadnienia teoretyczne 

 
1. Narysuj i obja

ś

nij symbole tranzystorów typu p-n-p oraz n-p-n 

2. Narysuj  układy  tranzystorów:  a)  ze  wspólna  baz

ą

,  b)  ze  wspólnym  emiterem, 

c) ze wspólnym kolektorem 

3. Narysuj rodzin

ę

 charakterystyk I

C

=f(U

CE

) dla I

B

= const. 

4. Obja

ś

nij  na  podstawie  powy

ż

szych  charakterystyk  zakresy  pracy  tranzystora: 

a) zakres aktywny, b) zakres nasycenia, c) zakres zatkania 

5. W  jaki  sposób  mo

ż

na  przeprowadzi

ć

  tranzystor  ze  stanu  zatkania  w  stan 

nasycenia? 

6. W jakich warunkach tranzystor pełni rol

ę

 

ź

ródła pr

ą

dowego? 

7. Co  nale

ż

y  zmieni

ć

  w  układzie  z  rysunku  1,  aby  mo

ż

na  było  bada

ć

  w  nim 

tranzystor  typu  p-n-p? 

 

4. Literatura 

 

1. Antoniewicz  J.  Elektronika,  podstawy  fizyczne,  elementy,  układy  WNT, 

Warszawa, 1979 

2. Goł

ę

biowski K. Elektronika dla elektryków  Skrypt Politechniki Białostockiej, 

Białystok 1993 

3. Jaczewski J. i inni Podstawy elektroniki i energoelektroniki WNT, Warszawa 

1981 

4. Lipi

ń

ski E. Podstawy elektroniki dla elektryków WNT,  Warszawa 1975, 

5. Rosi

ń

ski W. Zasady działania tranzystorów  WNT, Warszawa 1977 

6. Rusek  M.  i  inni  Elementy  i  układy  elektroniczne  w  pytaniach  WNT, 

Warszawa, 1991