E4 Wyznaczanie charakterystyki diody i tranzystora WMiBM
Artur Wiączek gr11
Wstęp:
Zjawisko Halla odkryte zostało w 1879 roku, ale realne techniczne możliwości zastosowania tego zjawiska powstały dopiero w latach 1950-1960. Nastąpiło to, dzięki opracowaniu technologii materiałów półprzewodnikowych o dużej ruchliwości nośników ładunku (germanu, antymonu indowego, arsenku indowego i arsenofosforku indowego).
Efektem Halla nazywamy powstawanie różnicy potencjału w przekroju poprzecznym przewodnika, w którym płynie prąd, jeżeli przewodnik ten znajduje się w polu magnetycznym.
Zjawisko Halla mierzone jest przy pomocy hallotronu. Hallotronem (czujnikiem lub generatorem Halla) nazywa się element półprzewodnikowy, którego zasada działania opiera się na wykorzystaniu zjawiska Halla. Jest to zazwyczaj płaska płytka półprzewodnikowa odpowiednio obudowana i zaopatrzona w elektrody z półprzewodnikami doprowadzającymi. Dla jednego z typowych wykonań elektrody znajdujące się w środku dłuższych boków to elektrody napięciowe (wyjściowe), elektrody krótszych boków to elektrody prądowe (sterujące). Obudowa np. z żywicy organicznej chroni hallotron przed uszkodzeniami mechanicznymi i częściowo uśrednia temperaturę. W hallotronie umieszczonym w polu magnetycznym pojawia się nie tylko napięcie Halla, lecz równocześnie występują zmiany rezystancji między wszystkimi jego elektrodami.
Cechami charakterystycznymi hallotronu są:
reagowanie na wartość 1 kierunek przestrzeni wektora indukcji pola magnetycznego B,
mnożenie indukcji Bz przez prąd sterujący Ix liniowo w dużym zakresie zmian wartości obu tych sygnałów,
dość duże rozporządzalne wykresy robocze, częstotliwości obu sygnałów (DzIx) począwszy od prądu stałego,
rezystancyjny charakter impedancji wejściowej i impedancji wyjściowej w użym zakresie częstotliwości,
działanie bezstykowe jednego z sygnałów, a mianowicie indukcji Bz, a więc nie wymagające ani galwanicznego, ani mechanicznego połączenia z hallotronem,
na ogół dość mała zależność parametrów od temperatury;
małe wymiary, zwłaszcza niewielka grubość płytki półprzewodnikowej.
Przebieg ćwiczenia - wyniki pomiarów:
Do przeprowadzenia ćwiczenia potrzebne są następujące przyrządy: zasilacz elektromagnesu, stabilizator prądu, miernik napięcia stałego, rezystor dekadowy, elektromagnes laboratoryjny, hallotron, adapter hallotronu, adapter amperomierza, amperomierz i przewody montażowe.
Tabela 1:
Wnioski:
Jeżeli zwiększamy prąd bazy zmienia się też rosnąco prąd kolektora. Jeżeli zmieniamy napięcie kolektora w zakresie od 0,05 do 0,25 wolta, następuje gwałtowny przyrost natężenia prądu kolektora. Dalsze zwiększanie napięcia kolektora powoduje bardzo mały przyrost natężenia. Czyli tranzystor charakteryzuje się tym, że gdy zwiększamy napięcie zwiększa się jego przewodność. Natomiast zwiększenie napięcia po przekroczeniu w naszym wypadku granicy 0,25 V powoduje minimalne zwiększenie przewodności.
Do sprawozdania należy również powyższy czystopis.
2