UNIWERSYTET ŚLĄSKI W KATOWICACH

I PRACOWNIA FIZYCZNA

Ć W I C Z E N I E NR 57

Ć W I C Z E N I E NR 57

Ć W I C Z E N I E NR 57

Ć W I C Z E N I E NR 57

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK

TRANZYSTORA

ZAGADNIENIA DO KOLOKWIUM WSTĘPNEGO

- model pasmowy przewodnictwa elektrycznego, (pasmo walencyjne,
przerwa energetyczna, przewodnictwo) - -

półprzewodniki typu n i p, donory i akceptory
- tranzystor bipolarny typu npn i pnp

-

układy: /WB/(wspólnej bazy), /WE/ (wspólnego emitera), /WK/ (wspólnego kolektora)

- współczynniki wzmocnienia prądowego /α i β/
- oporność wejściowa i wyjściowa, charakterystyki: wejściowa i wyjściowa -
- zasada działania mierników prądu stałego, dzielnik napięcia (potencjometr)
- wpływ oporności mierników na mierzoną wartość napięcia lub natężenia prądu

APARATURA

- zasilacz prądu stałego
- pulpit pomiarowy do badania charakterystyk tranzystora w układzie /WE/

(badany tranzystor npn włączony na stałe do układu)
- mierniki prądu stałego: woltomierz –2 szt., mikroamperomierz, miliamperomierz

- przewody

WZORY SCHEMATY

Rys. 57.l.

Schemat układu do wyznaczania charakterystyk

statycznych tranzystora /npn/ w układzie /WE/

Z..........................-zasilacz prądu stałego

P

1

, P

2

..................-potencjometry wieloobrotowe

V

1

, V

2

, µA, mA.... -mierniki prądu stałego

a b c

Rys. 57.2. Charakterystyki statyczne tranzystora w układzie /WE/

a)

wejściowa,

/ i

B

= f(U

BE

)

przy

/ U

KE

= const./

b)

wyjściowa,

/ i

K

= f(U

KE

)

przy

/ i

B

= const./

c)

przejściowa

/ i

K

= f(i

B

)

przy

/ U

KE

= const./

Oporność wejściowa:

B

BE

we

i

U

R

δ

δ

=

U

KE

= const.

(57.1.)

Oporność wyjściowa:

K

KE

wy

i

U

R

δ

δ

=

i

B

= const.

(57.2.)

3

Współczynnik wzmocnienia prądowego:

B

K

i

i

δ

δ

β

=

U

KE

= const.

(57.3.)

WYKONANIE ĆWICZENIA

1 .Pod łączyć do pulpitu pomiarowego zasilacz [Z], Woltomierze [V

1

, V

2

],

mikroamperomierz i miliamperomierz zwracając uwagę na polaryzację.

2. Pomiar charakterystyki wejściowej / i

B

= f(U

BE

) dla / U

KE

= const./, (rys.57.2./a )

2.1.Za pomocą potencjometru [P

2

] ustalić napięcie /U

KE

/ (np. lV).

2.2.Zmieniając napięcie /U

BE

/ (potencjometr [P

1

] w zakresie 0÷0,7V zmierzyć wartości /i

B

/

[µA]. Utrzymywać ustaloną wartość /U

KE

/

2.3.Powtórzyć czynności z pkt.(2.1. i 2.2.) dla następnego napięcia /U

KE

/.

3. Pomiar charakterystyki wyjściowe / i

K

= f(U

KE

) dla / I

B

= const./, (rys.57.2./b )

3.1.Za pomocą potencjometru [P

1

] ustalić prąd bazy /i

B

/ [µA] .

3.2.Zmieniając napięcie /U

KE

/ (potencjometr [P

2

] w zakresie 0÷7V zmierzyć

wartości /i

K

/ [µA]. Utrzymywać ustaloną wartość /i

B

/.

3.3.Powtórzyć czynności z pkt.(3.1. i 3.2.) dla następnej wartości prądu bazy /i

B

/.

4. Pomiar charakterystyki przejściowej / i

K

= f(i

B

) dla / U

KE

= const./, (rys.57.2./c )

4.1.Za pomocą potencjometru [P

2

] ustalić napięcie /U

KE

/ (np. lV).

c prąd bazy /i

B

/[µA] (potencjometr [P

1

] zmierzyć wartości prądu

kolektora /i

K

/ [mA]. Utrzymywać ustaloną wartość /U

KE

/

czynności z pkt.(4.1. i 4.2.) dla następnego napięcia /U

KE

/.

Ilość pomiarów w pkt.(2, 3, 4) ustalić z prowadzącym na podstawie serii pomiarów próbnych.

Należy pamiętać o dobraniu odpowiednich zakresów mierników.

4

OPRACOWANIE WYNIKÓW

1. Określić niepewności pomiarowe /∆i

K

, ∆i

B

, ∆U

BE

, ∆U

KE

/' biorąc pod

uwagę klasę mierników i wpływ ich oporności na mierzoną wielkość.

2. Wykreślić charakterystyki wejściowe tranzystora /i

B

= f (U

BE

)/ dla różnych /U

KE

/.

2.l. Zaznaczyć na wykresie niepewności pomiarowe / ∆i

B

, ∆U

BE

/.

2.2.Określić wielkości przyrostów /δi

B

, δU

BE

/ / (rys.57.2./a).

Obliczyć wartość oporności wejściowej tranzystora /

R

we

/ (57.1.).

Określić niepewność pomiarową / ∆R

we

/.

3. Wykreślić charakterystyki wyjściowe tranzystora / i

K

= f (U

KE

/ dla różnych /i

B

/.

3.l. Zaznaczyć na wykresie niepewności pomiarowe / ∆i

K

, ∆U

KE

/.

3.2.Określić wielkości przyrostów / δi

K

, δU

KE

/r- / (rys. 57. 2./b) .

Obliczyć wartość oporności wyjściowej tranzystora /

R

wy

/ (57.2.).

Określić niepewność pomiarową /

∆

R

wy

/.

4. Wykreślić charakterystyki przejściowej tranzystora / i

K

= f (i

B

/ dla różnych /U

KE

/ .

4.l. Zaznaczyć na wykresie niepewności pomiarowe / ∆i

K

, ∆i

B

/.

Określić zakres liniowej zależności /i

K

od i

B

/

4.2.Określić wielkości przyrostów / δi

K

, δI

B

/ (rys.57.2./c).

Obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia /β/(57.3.).
Określić niepewność pomiarową / ∆β /.
4.3.Wykorzystując charakterystyki wyjściowe tranzystora określić wielkości / δi

K

, δI

B

/

Obliczyć wartość /β /. Określić / ∆β /.
Porównać wielkości otrzymane w pkt.(4.2. i 4.3.)

LITERATURA

H. Szydłowski, "PRACOWNIA FIZYCZNA", PWN Warszawa
T. Dryński, "ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI”, PWN Warszawa 1980
W. Golde, "UKŁADY ELEKTRONICZNE”, t.1 WNT Warszawa
J. Jaczewswki, A. Opolski, J. Stolz, "PODSTAWY ELEKTRONIKI

I ENERGOELEKTRONIKI", PWT, Warszawa 1981 r.

5

zestaw pomiarowy do

z

a

s

i

l

a

c

z

p

r

ą

d

u

mikroamperom

woltomi

miliamperom