Politechnika Krakowska Fizyka Techniczna	Marcin Kuk	Rok akad.: 1999/2000		Data:
Grupa 2 Zespół 4			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.

Pomiar 1

Badanie zależności prądu bazy I_B jako funkcji napięcia baza-emiter U_BE przy napięciu kolektor-emiter U_CE = 0.

	IB [μA]	U1 [mV]	ΔU­1 [mV]	UBE [mV]
1	-25	98	6	-92
2	-50	128	12	-116
3	-75	147	18	-129
4	-100	163	24	-139
5	-125	176	30	-146
6	-150	188	36	-152

Charakterystyka wejściowa

Wykres zależności :

Parametry h tranzystora w układzie OE (1)

Oporność wejściowa (wyrażona w Ω):

, przy U_CE = const

Na wykresie zostały zaznaczone wartości, dla których obliczyłem współczynnik

, przy U_CE = 0 V

Pomiar 2

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

IB [μA]	U1 [mV]	ΔU­1 [mV]	UBE [mV]	IC [mA]	U2 [V]	ΔU­2 [V]	UCE [V]
-25	172	6	-166	-0,5	1,5	0,0015	-1,50
-25	172	6	-166	-0,51	3	0,0016	-3,00
-25	172	6	-166	-0,55	4,5	0,0017	-4,50
-25	172	6	-166	-0,58	6	0,0018	-6,00
-25	172	6	-166	-0,6	7,5	0,0018	-7,50
-50	204	12	-192	-1,3	1,5	0,0040	-1,50
-50	204	12	-192	-1,32	3	0,0041	-3,00
-50	204	12	-192	-1,4	4,5	0,0043	-4,50
-50	204	12	-192	-1,45	6	0,0045	-6,00
-50	204	12	-192	-1,52	7,5	0,0047	-7,50
-75	225	18	-207	-2,18	1,5	0,0067	-1,49
-75	224	18	-206	-2,37	3	0,0073	-2,99
-75	224	18	-206	-2,48	4,5	0,0076	-4,49
-75	224	18	-206	-2,6	6	0,0080	-5,99
-75	223	18	-205	-2,75	7,5	0,0084	-7,49
-100	241	24	-217	-3,2	1,5	0,0098	-1,49
-100	241	24	-217	-3,4	3	0,0104	-2,99
-100	241	24	-217	-3,58	4,5	0,0110	-4,49
-100	240	24	-216	-3,8	6	0,0117	-5,99
-100	239	24	-215	-3,94	7,5	0,0121	-7,49
-125	253	30	-223	-4,3	1,5	0,0132	-1,49
-125	254	30	-224	-4,6	3	0,0141	-2,99
-125	254	30	-224	-4,9	4,5	0,0150	-4,48
-125	253	30	-223	-5,2	6	0,0160	-5,98
-125	251	30	-221	-5,55	7,5	0,0170	-7,48
-150	267	36	-231	-5,5	1,5	0,0169	-1,48
-150	267	36	-231	-5,72	3	0,0176	-2,98
-150	267	36	-231	-6,21	4,5	0,0191	-4,48
-150	266	36	-230	-6,6	6	0,0203	-5,98
-150	265	36	-229	-7,1	7,5	0,0218	-7,48

Charakterystyka wyjściowa

Wykres zależności :

Charakterystyka napięciowego sprzężenia zwrotnego

Wykres zależności :

Charakterystyka wzmocnienia prądowego

Wykres zależności :

Parametry h tranzystora w układzie OE (2)

Przewodność wyjściowa (wyrażona w Ω^-1):

, przy I_B = const

Wartości, dla których wyznaczam współczynnik na wykresie

, przy I_B = -100 μA

Zwarciowy współczynnik wzmocnienia prądowego (bezwymiarowy):

, przy U_CE = const

Współczynnik dla wartości zaznaczonych na wykresie wynosi

, przy U_CE = 3 V

Współczynnik zwrotnego sprzężenia zwrotnego (bezwymiarowy):

, przy I_B = const

Dla wartości z wykresu

, przy I_B = -100 μA

2

U_BE [mV]

[μA]

I_B

-129

[mA] I_C

U_CE

[V]

I_B = -150 μA

I_B = -75 μA

I_B = -125 μA

I_B = -100 μA

I_B = -50 μA

I_B = -25 μA

I_B = -25 μA

I_B = -50 μA

I_B = -75 μA

I_B = -100 μA

I_B = -125 μA

I_B = -150 μA

[V]

U_CE

[mV] U_BE

I_B

[μA]

I_C [mA]

U_CE = - 3 V

U_CE = - 6 V

Δ1,5

Δ1

-4,6

-0,5

Δ0,74

-7,5

-1,5

---