Charakterystyki statyczne diody i tranzystora, II ROK ELEKTROTECHNIKI MAG

Laboratorium Elektroniki

Charakterystyki statyczne diody

i tranzystora .

Celem wiczenia jest poznanie metod zdejmowania charakterystyk statycznych diod p�przewodnikowych oraz sposobu okrelenia ich parametr�w statycznych i dynamicznych .

W celu otrzymania statycznych charakterystyk prdowo-napiciowych element�w p�przewodnikowych naley zastosowa jedn z podstawowych metod pomiarowych .

metoda punkt po punkcie

metoda impulsowa (oscyloskopowa)

W wiczeniu do wyznaczania charakterystyk diod wykorzystano tylko pierwsz metod , do pomiaru tranzystor�w natomiast metod ` punkt po punkcie' . Metoda druga polega na odczytywaniu wartoci nastawionego napicia na danym elemencie i prdu pyncego przez diod , przy r�wnoczesnym szybko zmieniajcym si sygnale generatora . Metoda impulsowa jest mniej dokadna ze wzgldu na moliwo wystpowania wpyw�w dynamicznych elementu , oraz ze wzgldu na dokadno odczytu z ekranu oscyloskopu .

0x01 graphic

Schemat ukadu do badania charakterystyk statycznych diod metod impulsow .

Charakterystyki statyczne tranzystora BC313 .

Przykad uproszczonego przekroju struktury tranzystor�w bipolarnych typu

n-p-n przedstawia poniszy rysunek .

0x01 graphic

Schemat ideowy tranzystora .

Parametry okrelajce tranzystor BC313 :

U_CBO = 60 V (maksymalne napicie wsteczne na zczu C-B przy odczonym emiterze ),

U_CEO= 40 v (maksymalne napicie midzy kolektorem i emiterem przy odczonej bazie ),

U_EBO= 5 V (maksymalne napicie wsteczne na zczu E-B przy odczonym kolektorze),

I_C = 1 A (maksymalny prd kolektora),

P_TOT= 0,8 W (dopuszczalna moc cakowita)

Schemat ukadu pomiarowego do badania tranzystora:

0x01 graphic

Tabela pomiarowa dla tranzystora BC313 przy staym prdzie bazy I_b= 40 A .

LP.	U_CE _[V]	I_C _[mA]	U_BE _[V]
1	0.17	0.00	0.540
2	0.32	0.36	0.588
3	0.43	0.98	0.605
4	0.63	1.26	0.618
5	1.31	1.40	0.620
6	2.92	1.50	0.621
7	6.86	1.64	0.622
8	4.64	1.58	0.621

Tabela pomiarowa dla tranzystora BC313 przy staym napiciu U_CE

LP.	I_B _[mA]	I_C _[mA]	U_BE _[V]
1	0	0.01	0.89
2	5.0	0.12	0.554
3	10.1	0.31	0.580
4	15.1	0.50	0.593
5	20.0	0.71	0.601
6	25.0	0.93	0.608
7	30.2	1.16	0.613
8	35	1.37	0.618
9	40.5	1.63	0.622
10	41	1.66	0.622

Tranzystor moemy zastpi modelem czw�rnika liniowego . Najczciej w literaturze uywa si parametr�w typu h . Dla danego tranzystora podaje si parametry dla ukadu wsp�lnego emitera , kt�re to mona przeliczy dla pozostaych ukad�w pracy .

Parametry h mona odczyta z katalog�w albo wyznaczy z charakterystyk statycznych tranzystora .

R�wnania typu h

U₁= h₁₁I₁+ h₁₂U₂

I₂= h₂₁I₁+ h₂₂U₂

Parametry macierzowe h:

h₁₁ = U₁/ I₁= U_BE / I_B

h₂₁ = I₂ / I₁ = I_C/ I_B

h₁₂ = U₂/ U₁= U_CE/ U_BE

h₂₁ = I₂ / U₂ = I_C / U_CE

_{W wiczeniu wyznaczylimy charakterystyki statyczne tranzystora :}

_{Charakterystyka wyjciowa I=f(Uce) dla staego prdu bazy.}

_{Charakterystyka zwro}_{tna Ube=f (Uce) dla staego prdu bazy.}

_{Charakterystyka przejciowa Ic= f (Ib ) dla staego napicia kolektor-emiter}

_{Charakterystyka wyjciowa Ube=f (Ib) dla staego napicia kolektor-emiter}

_{Zbadane diody :}

_{BZ 683C3V3}

_{BXP 401-50}

_{BAT 43}

_{CQYP 40A}

_{CQYP 33B}

_{BZP 620 C6V2}

_{BZP 620 C12}

_{Diody znalazy szerokie zastosowanie w ukadach elektronicznych prostownikach ,modulatorach , wzmacniaczach itp. Diody dzieli si na: prostownicze , impulsowe , stabilitrony , warikapy, tunelowe ,mikrofalowe.}

_{W idealnym przypa}_{dku dioda prostownicza powinna mie rezystancj w kierunku przewodzenia r�wn zeru ,natomiast w kierunku zaporowym nieskoczenie wielk . W praktyce adna z tych di�d nie spenia tych warunk�w.}

_{Ze wzgldu na wiksze napicie wsteczne diod krzemowych i lepsze ich wasnoci temperaturowe s one obecnie czciej stosowane ni diody germanowe . Szeroko pasma zabronionego dla krzemu wynosi : 1,1 eV ,}

_{w germanie natomiast 0,75 eV .}

_{Podstawowe parametry diod:}

_{Urg - graniczna warto napicia przy polaryzacji}_{w kierunku zaporowym}

_{Urd - dopuszczalne napicie w kierunku zaporowym}

_{If - prd pyncy przez diod przy polaryzacji w kierunku przewodzenia}

_{Ifm - dopuszczalny prd szczytowy przy polaryzacji w kierunku przewodzenia}

_{Rp - oporno statyczna w danym punkcie pracy przy polaryzacji w kierunku przewodzenia}

_{rd - oporno dynamiczna w danym punkcie pracy przy polaryzacji w kierunku przewodzenia}

_{Ct - pojemno zcza diody}

_{Fgr - czstotliwo graniczna}

_{Td - dopuszczalna temperatura zcza}

_{K - op�r cieplny diody}

_{Pad - moc admisyjna}

_{Pomiary wykonywalimy w zakresie napi i prd�w nie przekraczajcych wartoci krytycznych dla danych di�d, aby nie zniszczy tych element�w. Diody s zbudowane z p�przewodnik�w domieszkowanych . Dziki takiej konstrukcji mamy noniki adunk�w typu p. i n. Przy odpowiedniej polaryzacji na zczu tworzy si bariera potencjau lub adunki mog swobodnie przepywa . German i krzem s pierwiastkami znajdujcymi si w 4 grupie w ukadzie okresowym . R�nice wystpujce pomidzy nimi wynikaj z r�nych napi progowych oraz zakresu temperatur w kt�rych mog pracowa.}

_{W przeciwiestwie do diod prostowniczych diod Zenera pracuj w 3 wiartce . Z wykrelonych charakterystyk diody Zenera mona wywnioskowa dlaczego pracuj one w kierunku zaporowym . W kierunku przewodzenia diod ta ma bardzo niskie napicie przewodzenia , co raczej jest nie do wykorzystania w ukadach elektronicznych . Diody tego typu charakteryzuj si ciekaw waciwoci utrzymywania staego charakterystycznego dla danej diody napicia niezalenie od wartoci prdu przez nie pyncego. Ta wasno jest szeroko wykorzystywana we wszelkiego rodzaju urzdzeniach elektronicznych , gdzie wymagana jest stao napicia przy zmiennym obcieniu ukadu . Na zamieszczonym sprawozdaniu wasno ta jest dokadnie widoczna . Ostatnimi diodami jakie badalimy byy diody wiecce. Diody te pracuj tylko w kierunku przewodzenia . Przepyw prdu przez te diody powoduje ich wiecenie .}

_{Diody r�ni si wartoci napicia przewodzenia , czyli wartoci napicia przy kt�rym zmieniaj si wasnoci diody. Ich rezystancja maleje, zwiksza si ilo nonik�w prdu . Charakterystyka ma charakter wykadniczy . Dla diod germanowych warto ta bya jedn z najmniejszych ,okoo 100mV>. Diody prostownicze miay warto 0,6 0.,7 V . Diody elektroluminescencyjne miay warto 1,5-2,5 V. S to diody , kt�re zachowuj charakter diody ,jednak g�wnym ich zadaniem jest wiecenie. Su g�wnie jako wskaniki w bardzo duej iloci urzdze powszechnego uytku. Istniej te diody na wysze napicia . Mog te diody elekrtroluminescencyjne wieci r�nymi kolorami ( najczciej �ty, czerwony, zielony).}

_{S te diody wytwarzajce promieniowanie podczerwone uywane w pilotach do TV i sprztu Audio. Dla badanych diod zaobserwowalimy r�ne charakterystyki przewodzenia . Nachylenie to zwizane jest z szybkoci tworzenia si nonik�w prdu w strukturze atomu pierwiastk�w. Najbardziej rozr�niane s charakterystyki diod krzemowych i germanowych .}

_{W diodzie ge}_{rmanowej noniki te tworz si znacznie wolniej}_.

Wyszukiwarka