POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA W KIELCACH LABOLATORIUM ELEKTRONIKI
Data wykonania: 23.03.2002r	Temat : Badanie tranzystora bipolarnego			Wykonali:
Data		Ocena	Podpis

1. Wstęp

Celem ćwiczenia jest poznanie metod zdejmowania charakterystyk tranzystorów bipolarnych oraz sposobów określania ich parametrów statycznych i dynamicznych. Dla określenia własności elektrycznych tranzystorów bipolarnych w zakresie małych częstotliwości należy wyznaczyć cztery rodzaje charakterystyk, spośród nich najważniejszymi są charakterystyki wejściowe i wyjściowe. Z nachyleń charakterystyki można wyznaczyć parametry małosygnałowe tranzystora.

2. Układ pomiarowy

3. Tabele pomiarowe

Ic = f ( U ce)

Ib=5μA	Uce V	-0,1	-0,2	-0,3	-0,5	-1	-3	-7	-8	-10	-12	-15	-20
		Ic A	0,47	0,93	0,97	0,98	1,02	1,15	1,34	1,37	1,45	1,51	1,62	1,77

Ib=10μA	Uce V	-0,2	-0,5	-0,7	-1	-5	-6	-7	-8	-10	-12	-15	-20
		Ic A	1,96	2,02	2,06	2,1	2,51	2,6	2,69	2,78	2,95	3,11	3,37	3,81

Ib=20μA	Uce V	-0,05	-0,07	-0,1	-0,2	-0,3	-0,7	-1,5	-4	-8	-12	-16	-18
		Ic A	0,4	0,92	1,69	3,56	3,71	3,83	3,99	4,37	4,92	5,54	6,3	6,7

Ib=30μA	Uce V	-0,05	-0,1	-0,2	-0,3	-0,7	-1,5	-4	-8	-12	-15	-16	-20
		Ic A	0,65	2,5	5,456	5,7	5,86	6,1	6,7	7,6	8,7	9,6	10	11,3

Ib=40μA	Uce V	-0,05	-0,1	-0,2	-0,3	-0,7	-2	-4	-10	-13,2	-15	-17	-20
		Ic A	0,8	3,19	7	7,42	7,66	8,1	8,9	11,2	12,2	13	13,8	15

Ib=50μA	Uce V	-0,05	-0,1	-0,15	-0,3	-0,4	-1	-5	-7	-9	-11	-13	-15
		Ic A	1,03	4,3	7,11	9,5	9,7	10,6	12,4	13,4	13,8	14,6	15,4	16,2

Ib=60μA	Uce V	-0,03	-0,07	-0,1	-0,15	-03	-0,5	-1	-5	-7	-9	-11	-13
		Ic A	0,47	2,3	5,2	8,2	11,5	12	12,6	15	15,9	16,6	17,6	18,6

Ib=70μA	Uce V	-0,04	-0,08	-0,1	-0,15	-0,5	-1	-2	-5	-7	-10	-11	-12
		Ic A	0,91	3,46	6,01	9,54	13,6	14,2	15,1	16,6	17,8	18,9	19,4	20

Ib = f ( U be )

Uce = -5V	I b A	0	1	2	3	4	5	10	15	25	40	60	70
		Ube V	0,54	0,6	0,61	0,62	0,626	0,629	0,637	0,639	0,648	0,656	0,66	0,67

Uce = -1V	I b A	0	1	2	3	4	5	10	15	25	40	60	70
		Ube V	0,554	0,600	0,618	0,625	0,630	0,637	0,655	0,666	0,681	0,695	0,708	0,714

Ib = f ( Ic )

Uce = -3V	I b A	1,15	1,5	1,8	6,6	11,7	13,9
		I c A	5	10	20	40	50	60

Uce=-10V	I b A	1,45	2,95	6,25	11,2	14,2	20
		I c A	5	10	20	40	50	60

4. Obliczenia

Na podstawie charakterystyk obliczono wartość współczynnika h dla układu OE.

ΔU_BE = 0,03 V

ΔI_B = 40 μA

75 Ω

ΔU_CE = 8 V

ΔU_BE = 0,03 V

3,75*10^-3

ΔI_C = 10 mA

ΔI_B = 40 μA

25

ΔU_CE = 8V

ΔI_C = 2,1mA

26 mS

Następnie obliczono wartości współczynnika h dla pozostałych układów. Dla układu OB.:

h_11b =
= 74,7 Ω

h_12b =
= 0,068

h_21b =
=0,961

h_22b =
=1 μS

Analogicznie dla układu OC:

h_11c = h_11e =75 Ω

h_12c = 1-h_12e =3,75*10^-3

h_21c = -(1+h_21e) = -26

h_22c = h_22e = 26 mS

5. Wnioski

Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyk tranzystora w celu poznania zasady działania oraz wyznaczanie parametrów h, które charakteryzują tranzystor.

Prąd kolektora jest funkcją: I_C=f(I_B, U_CE). Przy I_B= const. otrzymujemy charakterystyki tranzystora. Wynika z nich, że tranzystor jest elementem nieliniowym, tzn. prąd I_C nie wzrasta proporcjonalnie do napięcia U_CE, lecz najpierw szybko narasta ze wzrostem napięcia, a potem powoli dąży do pewnej wartości, zależnej od I_B.

Wynika z tego, że zmieniając wartość prądu I_B uzyskujemy zmianę prądu I_C w dużo większych zakresach. O stosunku przyrostu tych dwóch prądów, czyli wzmocnieniu informuje nas parametr h­_21e.

Tranzystor może pracować w stanie aktywnym (ciągłe zmiany prądu I_B i odpowiadające im zmiany prądu I_C) lub impulsowo (przepływ prądu I_B powoduje pojawienie się prądu I_C, brak prądu I_B jest równoznaczny z brakiem przepływu prądu I_C) .

Z zasady działania tranzystora wynikają trzy podstawowe możliwości jego sterowania: prąd kolektora może być zmieniany przez zmianę prądu emitera, prądu bazy lub napięcia między bazą a emiterem.

Z charakterystyki I_C = f(U_CE) widzimy, że złącze kolektor-baza zaczyna przewodzić już przy dodatnich napięciach między kolektorem a emiterem. Początkowo prąd kolektora szybko wzrasta przy małych zmianach napięcia U_CE, jest to zakres nasycenia. Następnie widzimy, że charakterystyka zaczyna zakrzywiać się i przechodzi w stan aktywny, to znaczy, że zmiany napięcia U_CE w niewielkim stopniu wpływają na prąd kolektora. Przesunięcia między charakterystykami Ic=f(U_CE) są efektem sterowania prądu kolektora prądem bazy. Nachylenie charakterystyk na obszarze aktywnym wynika z zależności współczynnika prądowego od napięcia U_CE.

Na podstawie charakterystyki wejściowej Ib=f(Ube) widzimy, że stopniowo zwiększając napięcie U_BE, prąd I_B początkowo jest zerowy a następnie zaczyna narastać przy określonej wartości U_BE.

---