Politechnika Krakowska Fizyka Techniczna II Rok	Michał Karczewski	Rok akad.: 1999/2000		Data: 26.10.1999
Grupa 1 Zespół 2		Nr ćwicz.: 29	Ocena:		Podpis:

Sporządzanie Charakterystyk Tranzystora

Nazwa tranzystor pochodzi od słów transfer resistor (z ang. przeniesienie oporu) i służy do oznaczenia triody półprzewodnikowej.

Półprzewodniki zajmują pośrednie miejsce między metalami o oporze właściwym 10^-8 do 10^-6 [Ωm] i izolatorami o oporze właściwym 10⁸ do 10¹³ [Ωm]. Nośnikami prądu w półprzewodnikach są zarówno elektrony, jak i dziury spełniające rolę nośników dodatnich. Rozróżniamy półprzewodniki: samoistne - gdy nośnikami prądu są w równej mierze elektrony, jak i dziury; typu n - gdy nośnikami większościowymi są elektrony; typu p - gdy nośnikami większościowymi są dziury. Tranzystor można przedstawić jako dwie diody półprzewodnikowe warstwowe ze wspólną częścią n lub p, jednak tak cienką, że przepływ prądu przez pierwszą diodę wpływa na zachowanie się drugiej.

Jeżeli do diody półprzewodnikowej przyłożymy napięcie wytwarzające natężenie pola elektrycznego, skierowane od p do n, to przy małych napięciach będzie płynąć przez złącze prąd o dużym natężeniu i powiemy, że złącze zostało spolaryzowane w kierunku przewodzenia.

Jeżeli napięcie przyłożone jest w kierunku przeciwnym, to nawet przy dużych napięciach będą płynąć przez złącze prądy o małych natężeniach i powiemy, że złącze zostało spolaryzowane w kierunku zaporowym.

Obszar środkowy tranzystora nazywa się bazą. Baza stanowi odpowiednik siatki sterującej w triodzie, emiter spełnia rolę katody, a kolektor anody. Przez przyłożenie małego napięcia U_EB między emiter a bazę występujące między nimi złącz p - n zostaje spolaryzowane w kierunku przewodzenia.

Przez przyłożenie przeciwnie skierowanego napięcia U_CB między kolektor a bazę występujące między nimi złącze zostaje spolaryzowane w kierunku zaporowym.

Ze względu na sposoby połączenia tranzystora z obwodem wejściowym sterującym i obwodem wyjściowym (sterowanym) rozróżniamy trzy układy:

• ze wspólną bazą (OB)

• ze wspólnym emiterem (OE)

• ze wspólnym kolektorem (OC)

Charakterystykami statycznymi tranzystora nazywamy zbiór zależności natężeń prądów bazy I_B i kolektora I_C od napięć U_BE i U_CE przedstawiony w różnych układach współrzędnych i tak:

1. I_B = f(U_BE) _Uce=const - nazywamy charakterystyką wejściową tranzystora;

2. I_c = f(U_CE) _Ib=const - nazywamy charakterystyką wyjściową tranzystora;

3. I_C = f(I_B) _Uce=const - nazywa się charakterystyką wzmocnienia prądowego;

4. U_BE=f(U_CE)_Ib=const - nazywa się charakterystyką napięciowego sprzężenia zwrotnego.

Lp	U1	ΔU2	-UBE	I1 =-IB	U2	ΔU2	-UCE	I2=-IC
	100	0	100	0	12	0	12	0
	200	1,2	198,8	5	12	1,15	12	0,15
	300	6	294	25	12	6,90	11,99	0,9
	400	13,2	386,8	55	12	19,18	11,98	2,5
	500	21,6	478,4	90	12	15,05	11,99	4,9
	600	31,2	568,8	130	12	14,45	11,99	9,4
				2
1.	295	6	289	25	2	6,14	1,99	0,8
2.	300	6	294	25	4	6,52	3,99	0,85
3.	300	6	294	25	6	6,52	5,99	0,85
4.	300	6	294	25	8	6,90	7,99	0,9
5.	300	6	294	25	10	7,29	9,99	0,95
6.	300	6	294	25	12	7,67	11,99	1
1.	385	12	373	50	2	14,96	1,99	1,95
2.	390	12	378	50	4	15,34	3,99	2
3.	390	12	378	50	6	16,11	5,99	21,
4.	390	12	378	50	8	16,49	7,99	2,15
5.	390	12	378	50	10	17,26	9,99	2,25
6.	390	12	378	50	12	18,41	11,99	2,4
1.	460	18	442	75	2	10,13	1,99	3,3
2.	460	18	442	75	4	10,75	3,99	3,5
3.	460	18	442	75	6	11,05	5,99	3,6
4.	460	18	442	75	8	11,36	7,99	3,7
5.	460	18	442	75	10	11,98	9,99	3,9
6.	460	18	442	75	12	12,90	11,99	4,2
1.	530	24	506	100	2	15,05	1,99	4,9
2.	530	24	506	100	4	15,66	3,99	5,1
3.	530	24	506	100	6	16,27	5,99	5,3
4.	530	24	506	100	8	16,89	7,99	5,5
5.	530	24	506	100	10	17,50	9,99	5,7
6.	530	24	506	100	12	19,65	11,99	6,4
1.	600	30	570	125	2	10,45	1,99	6,8
2.	600	30	570	125	4	10,92	3,99	7,1
3.	600	30	570	125	6	11,38	5,99	7,4
4.	600	30	570	125	8	11,84	7,99	7,7
5.	600	30	570	125	10	12,61	9,99	8,2
6.	600	30	570	125	12	13,84	11,99	9

Parametry mierników

I₁ spadek U 72μV dla 300μA, klasa0,5 ,zakres 300μA , R_μA==240Ω

I₁ klasa0,5,zakres 3mA , 7,5mA, 15mA

Pomiar 2

Wyznaczanie pozostałych charakterystyk tranzystora dla stałych wartości prądu bazy i stałych napięć kolektor-emiter.

BAZA						KOLEKTOR
Lp		I1 = -IB[μA]	U1 [mV]	ΔU­1 [mV]	-UBE [mV]		I2=-IC[mA]	U2 [V]	ΔU­2 [V]	-UCE [V]
1		3	50	0,72	49,28		0	0	0	0
2		6	100	1,44	98,66		0	0	0	0
3		15	150	3,60	146,40		0	0	0	0
		28	200	6,72	193,28		0	0	0	0
		43	250	10,32	239,68		0	0	0	0
		59	300	14,16	285,84		0	0	0	0
		75	350	18,00	332,00		0	0	0	0
		93	400	22,32	377,68		0	0	0	0
		110	450	26,32	423,60		0	0	0	0
		130	500	26,40	468,80		0	0	0	0
		150	550	31,20	514,00		0	0	0	0
		165	600	36,00	560,40		0	0	0	0
1.		0	50	0	50		0	3	0	3
2.		0	100	0	100		0	3	0	3
3.		0	150	0	150		0,002	3	0,15	3
4.		5	200	1,2	198,8		0,01	3	0,77	3
5.		15	250	3,6	246,6		0,3	3	2,30	3
6.		25	300	6	294		0,7	3	5,37	2,99
7.		40	350	9,6	340,4		1,2	3	9,20	2,99
8.		55	400	13,2	386,8		1,9	3	14,57	2,98
9.		90	500	21,6	478,4		3,6	3	11,05	2,99
10.	125		600	30	570		6	3	18,42	2,98
1.		0	500	50,00	0		10	0	10
2.		0	100	0	100,00		0	10	0	10
3.		0	150	0	150,00		0,05	10	0,38	10
4.		5	200	1,20	198,80		0,10	10	0,77	10
5.		12	250	2,88	247,12		0,35	10	2,68	10
6.		25	300	6,00	294,00		0,80	10	6,14	9,99
7.		40	350	9,60	340,40		1,40	10	10,72	9,99
8.		55	400	13,20	386,80		2,20	10	16,88	9,98
9.		90	500	31,20	470,40		4,40	10	13,51	9,99

ΔU­₁ = I₁R_μA

-ΔU­_BE = U₁-ΔU₁

ΔU­₂ = I₂R_μA

-ΔU­_CE = U₂-ΔU₂

U­₁ - klasa 0,5 ,zakres 600mV

U­₂ - klasa 0,5 ,zakres 12V

Wartość oporu wewnętrznego mikroamperomierza

R_WμA=240Ω

Niepewności pomiarowe

N­_I1 =0,5*zakres/100=1,5μA

N­_U1 = 0,5*zakres/100=3mA

N­Δ_U1 = R_WμA*Δ I₁=0,03V

N­ = N­_U1 + N­Δ_U1 =33mV

R_WμA=+0,04Ω

ΔU­₂= I₂*R_WμA

• Wyznaczanie parametrów macierzowych typu H tranzystora

1)rezystancja wejściowa

h₁₁= przy U_CE=const

h₁₁=2727Ω

2)Przewodność wyjściowa

h₂₂= przy I_B=const

h₂₂=0,45*10^-3

3)Zwarciowy współczynnik wzmocnienia prądowego

h₂₁= przy U_CE=const

h₂₁=43,5

4)Współczynnik zwrotnego sprzężenia napięciowego

h₁₂= przy I_C=const

h₂₂=8,18*10^-4

3

---