POLITECHNIKA POZNAŃSKA Zakład Energoelektroniki i Sterowania
Laboratorium z elektroniki Ćwiczenie nr 2 Temat: Tranzystor bipolarny i jego układy pracy.
Rok akademicki: 2004/05 Wydział Elektryczny  Elektrotechnika Studia dzienne magisterskie  Nr grupy: E-5	Wykonawcy:  1. Michał Panek 2. Marcin Wika 3. Robert Napieralski	Data
				Wykonania Ćwiczenia	oddania sprawozdania
				18.10.2004	25.10.2004
				Ocena:
Uwagi:

Cele ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości tranzystora bipolarnego (BC 546A) oraz sposobu pomiaru charakterystyk, na których podstawie wyznaczane są parametry tranzystora. Ćwiczenie ma także pokazać układy pracy, w których pracują tranzystory bipolarne oraz porównanie własności tych układów.

Przebieg ćwiczenia.

1. Wyznaczanie charakterystyk tranzystora w układzie WE (schemat 2A):

a) wejściowej I_B = f (U_BE),

b) przejściowej I_C = f (I_B),

c) wyjściowej I_C = f (U_CE),

2. Obserwacja charakterystyk na charakterografie

3. Wyznaczanie charakterystyk amplitudowych K_U = f (f) tranzystora:

a) w układzie WE

Schemat pomiarowy.

Schemat do wyznaczania charakterystyk tranzystora w układzie WE.

Tabele pomiarów.

1. Wyznaczanie charakterystyk tranzystora w układzie WE

a) charakterystyka wejściowa I_B = f (U_BE), U_CE = 5V.

Lp.	UBE	IB
		[V]	[μA]
1	0,515	7
2	0,521	10
3	0,541	15
4	0,552	20
5	0,561	25
6	0,570	30
7	0,581	45
8	0,591	60
9	0,600	80
10	0,610	100
11	0,620	135
12	0,630	180
13	0,640	230
14	0,650	290
15	0,660	370
16	0,667	440

b) charakterystyka przejściowa I_C = f (I_B).

Lp.	IB	IC
		[μA]	[mA]
1	0	0
2	20	0,023
3	35	0,053
4	60	0,104
5	100	0,202
6	140	0,303
7	180	0,399
8	220	0,495
9	250	0,600
10	290	0,699
11	320	0,800
12	360	0,902
13	390	1,000
14	410	1,048
15	440	1,145

c) charakterystyka wyjściowa I_C = f (U_CE), I_B = 100 μA.

Lp.	UCE	IC
		[V]	[mA]
1	0	0,122
2	0,5	0,161
3	1,5	0,164
4	2,0	0,170
5	2,5	0,174
6	3,0	0,177
7	3,5	0,181
8	4,0	0,183
9	4,5	0,187
10	5,0	0,193
11	5,5	0,198
12	6,0	0,210
13	6,5	0,222
14	7,0	0,242
15	7,5	0,266
16	8,0	0,320
17	8,25	0,352
18	8,5	0,400
19	9,0	0,931

Parametry mieszane [h]:

,

2. Parametry h otrzymane z charakterografu.

V_b = 0,66V, I_b = 102 μA, V_c = 0,19 V, I_c = 662 μA, Bet = 6, h₁₁ = 667 Ω, h₂₁ = 7, h₂₂ = 1220 μS

Na charakterografie badaliśmy sam tranzystor.

3. Wyznaczanie charakterystyk amplitudowych K_U = f (f) tranzystora w układzie

WE 0,5 ÷ 5000 kHz

f [kHz]	1	100	200	300	400	500	750	1000	2500	5000
UWY/UWE [ - ]	110	95	70	50	37,5	30,56	18	12	3,5	1,3

Górną częstotliwość graniczną wyznaczamy z zależności:

K_Ug =

Takiej wartości wzmocnienia napięciowego odpowiada spadek poziomu amplitudy o 3 dB.

Z charakterystyki odczytujemy, że wynosi ona ok. 170 kHz.

WNIOSKI:

Zdjęte charakterystyki są kształtami przybliżone do przykładowych w książce dla układu pracy tranzystora bipolarnego w układzie WE. Tylko na charakterystyce wyjściowej można zauważyć punkt który odbiega od przykładu książkowego jest to ostatni punkt który można odrzucić.

Charakterystyka wejściowa tranzystora bipolarnego w układzie WE jest praktycznie identyczna jak charakterystyka diody.

Parametry mieszane obliczone z pomiarów i otrzymane z charakterografu różnią się znacząco. Tak duże różnice mogą być spowodowane błędami wynikającymi z pomiarów, konfiguracją i stabilnością układu pracy WE.

Na charakterografie badaliśmy sam tranzystor.

Pasmo przenoszenia naszego układu w konfiguracji WE wynosi ok. 170 kHz. Dolnej częstotliwości granicznej nie możemy wyznaczyć dokładnie ponieważ pomiary były wykonywane od 1kHz.

Uwagi końcowe i wnioski.

Układ o wspólnym emiterze jest najpowszechniej stosowaną konfiguracją tranzystora bipolarnego. Charakterystyka wyjściowa ma przebieg prawie poziomy w zakresie aktywnym.

Pasmo przenoszenia naszego układu w konfiguracji WE wynosi ok. 200 kHz. Nie możemy określić dokładnie dolnej częstotliwości granicznej, natomiast górna wynosi w przybliżeniu 200 kHz.

Nie mogliśmy zbadać dokładnie naszego układu, jednak na podstawie literatury możemy wypisać najważniejsze właściwości układu o wspólnym emiterze:

- w zakresie małych i średnich częstotliwości, przy obciążeniu rezystancyjnym, układ odwraca fazę sygnału wejściowego o 180°,

- układ zapewnia dość duże wzmocnienie napięciowe i prądowe oraz duże wzmocnienie mocy,

- rezystancja wejściowa układu jest mała, zaś wyjściowa duża.

Układu o wspólnym kolektorze nie zdążyliśmy zbadać, ale z ogólno dostępnej literatury możemy wypisać jego podstawowe parametry. Są one następujące:

- w zakresie małych częstotliwości, przy obciążeniu rezystancyjnym, układ nie odwraca fazy sygnału wejściowego,

- wzmocnienie prądowe jest tego samego rzędu, co w układzie WE,

- wzmocnienie napięciowe jest bliskie jedności, stąd nazwa wtórnik,

- rezystancja wyjściowa jest mała, a wejściowa może być duża.

Układ ten, ze względu na dużą wartość rezystancji wejściowej i małą wartość rezystancji wyjściowej, stosuje się jako układ dopasowujący lub separujący.

Parametry i dane znamionowe zastosowanych urządzeń i mierników.

- zestaw laboratoryjny ETS-7000,

- zestaw mierników analogowych MK3, multimetr cyfrowy UNI-T M8990-G oraz APPA 207,

- płytki testowe PT2,

- generator NDN DF 1642B,

- oscyloskop dwukanałowy,

- charakterograf HAMEG HM 6042.

Literatura

A. Chwaleba, B. Moeschke, G. Płoszajski - Elektronika

Wykłady

1

6

f_g

I_B [μA]

U_BE [V]

I_B [μA]

I_C [mA]

U_CE [V]

I_C [mA]

f [kHz]

K_U [-]

---