KATEDRA ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI

INSTRUKCJA LABORATORYJNA

Ćwiczenie numer : 2

Temat: BADANIE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

W UKŁADZIE OE

Bielsko-Biała 2005

CEL ĆWICZENIA:

• praktyczne zapoznanie się z metodą wyznaczania charakterystyk statycznych tranzystorów bipolarnych;

• wyznaczanie wybranych parametrów modelu małosygnałowego tranzystorów bipolarnych.

Przedmiotem badań jest tranzystor 2N3055

U_cemax=12 V

I_cmax=250 mA

I_bmax= 1000 μA

Wyznaczanie charakterystyk statycznych tranzystorów bipolarnych metodą "punkt po punkcie" w układzie OE.

Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyk statycznych tranzystorów bipolarnych metodą "punkt po punkcie", w układzie OE.
 

Korzystamy z metody pomiarowej „punkt po punkcie”:

Metoda "punkt po punkcie" sprowadza się do nastawienia oraz odczytania wartości poszczególnych napięć i prądów (rys. 1). tranzystory są zasilane z zasilaczy stabilizowanych napięcia stałego, umożliwiających nastawienie określonych wartości napięć i zaprogramowanie obliczonych wartości prądów. Do pomiarów prądów mogą służyć mierniki magnetoelektryczne (mikroamperomierz i miliamperomierz), a do pomiaru napięć woltomierze napięcia stałego (mogą to być również mierniki magnetoelektryczne). Zaleca się jednak korzystanie z woltomierzy elektronicznych analogowych lub cyfrowych o dużej rezystancji wejściowej, ponieważ mierniki prądu mierzą (w obydwu układach) sumę prądu płynącego przez tranzystor i prądu pobieranego przez woltomierze. Przy poprawnym zestawieniu układu pomiarowego prąd pobierany przez każdy z woltomierzy powinien być znacznie mniejszy od prądów płynących przez tranzystor (I_B,I_C,I_E), czyli rezystancja wejściowa woltomierzy winna być znacznie większa od rezystancji wyjściowej (wejściowej) tranzystora.

Rezystory R_B(R_E) i R_C ograniczają wartość prądu płynącego przez tranzystor. Wybór wartości ich rezystancji zależy od wymaganej charakterystyki i odpowiedniego pomiaru. Podczas zasilania prądowego dla każdego punktu charakterystyki należy spełnić następujące nierówności:

natomiast podczas zasilania napięciowego - ich odwrotności.

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 1 można wyznaczyć następujące charakterystyki (układ OE);

I_B = f(U_BE)U_CE = parametr - wejściowe;

I_C = f(U_CE)I_B = parametr - wyjściowe;

I_C = f(I_B)U_CE = parametr - przejściowe (prądowe);

U_BE = f(U_CE)I_B = parametr - przejściowe (sprzężenia zwrotnego).

Sposób wyznaczania poszczególnych charakterystyk wynika bezpośrednio z ich definicji. Podczas pomiarów nie należy przekraczać dopuszczalnych wartości prądów, napięć oraz mocy podanych w danych katalogowych badanego tranzystora. Należy uważać, aby badany tranzystor podczas pracy nie nagrzewał się nadmiernie, co może być przyczyną dużych błędów pomiarowych (szczególnie dotyczy to zdejmowania charakterystyk wyjściowych).

1. POMIAR CHARAKTERYSTYKI WYJŚCIOWEJ TRANZYSTORA

W UKŁADZIE OE

I_c=f(U_ce)/I_b=const.

W układzie pomiarowym jak na rys. 1.

• potencjometrem R₁ ustawiamy zadaną wartość prądu bazy I_b= 200 , 400 , 600 μA,

• prąd bazy I_b w czasie pomiaru charakterystyki nie może się zmieniać, w razie potrzeby stosować korekcję,

• potencjometrem R₂ regulujemy napięcie U_ce od 0V do 10V co 1V odczytując dla każdej z wartości U_ce odpowiadający jej prąd I_c.

UCE V	IB= 200μA	IB= 400μA	IB= 600μA
		IC , mA	IC , mA	IC , mA
0
1
:

2. POMIAR CHARAKTERYSTYKI WEJŚCIOWEJ TRANZYSTORA

W UKŁADZIE OE

U_be=f(I_b)/U_ce=const.

W układzie pomiarowym jak na rys. 1.

• potencjometrem R₂ ustawiamy daną wartość napięcia U_ce:

a). U_ce= 2V,

b). U_ce= 3V,

które w czasie pomiaru charakterystyki nie może się zmieniać. PARAMETR !!!

• potencjometrem R₁ regulujemy prąd bazy I_b od 0 μA do 1000 μA co 100 μA, odczytując dla każdej z ustawionych wartości I_b odpowiadające jej napięcie U_be.

IB μA	UCE= 2V	UCE= 3V
		UBE , V	UBE , V
0
100
:

3. POMIAR CHARAKTERYSTYKI PRZEJŚCIOWEJ PRĄDOWEJ

TRANZYSTORA W UKŁADZIEOE

I_c=I_b/U_ce=const.

W układzie pomiarowym jak na rys. 1.

• potencjometrem R₂ ustawiamy daną wartość napięcia U_ce:

a). U_ce= 2V,

b). U_ce= 3V,

które w czasie pomiaru charakterystyki nie może się zmieniać. PARAMETR !!!

• potencjometrem R₁ regulujemy prąd bazy I_b od 0 μA do 1000 μA co 100 μA, odczytując dla każdej z ustawionych wartości I_b odpowiadający jej prąd I_c.

IB μA	UCE= 2V	UCE= 3V
		I­C , mA	I­C , mA
0
100
:

4. POMIAR CHARAKTERYSTYKI ZWROTNEJ NAPIĘCIOWEJ

TRANZYSTORA W UKŁADZIE OE

U_be=U_ce/I_b=const.

W układzie pomiarowym jak na rys. 1.

• potencjometrem R₁ ustawiamy daną wartość prądu bazy I_b= 200 , 400 , 600 μA:, która w czasie pomiaru charakterystyki nie może się zmieniać. PARAMETR !!!

• potencjometrem R₂ regulujemy napięcie U_ce od 0V do 10V co 2V, odczytując dla każdej z ustawionych wartości U_ce odpowiadającą jej wartość U_be.

UCE V	IB= 200μA	IB= 400μA	IB= 600μA
		UBE , V	UBE , V	UBE , V
0
2
:

SPRAWOZDANIE POWINNO ZAWIERAĆ:

1. Rysunek układu pomiarowego oraz tabele wyników pomiarów.

2. Rysunki rodzin charakterystyk statycznych tranzystora w układzie OE

(rysunki na papierze milimetrowym).

3. Wyznaczone na podstawie tych charakterystyk parametry macierzy mieszanej typu h w układzie OE dla dwóch punktów pracy tranzystora.

4. Wnioski.

---