POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

___________________________________________________________

Laboratorium Miernictwa Elektrycznego

Charakterystyki statyczne tranzystora

Instrukcja do

ć

wiczenia

Nr 2

___________________________________________________

Białystok 1998

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora

2

1. Wprowadzenie

wiczenie ma na celu nauczenie studentów techniki zdejmowania
charakte- rystyk metod

ą

„punkt po punkcie” oraz graficznego

przedstawiania tych charakterystyk. Jest tak

ż

e dla nich okazj

ą

do

poznania podstawowych wła

ś

ciwo

ś

ci tranzystora bipolarnego.

2. Przebieg

ć

wiczenia

2.1. Zdejmowanie charakterystyk I

C

= f(U

CE

) dla

ró

ż

nych pr

ą

dów bazy

Na wst

ę

pie nale

ż

y poł

ą

czy

ć

układ przedstawiony na rysunku 1.

B

I

C

I

B

V

1

V

2

mA

1

mA

1

U

Z1

U

Z2

U

CE

U

BE

E

C

R

C

R

B

+

+

ZS2

ZS1

Rys.1. Schemat układu pomiarowego

ZS

1

- zasilacz stabilizowany z wbudowanym woltomierzem

ZS

2

- zasilacz stabilizowany o pr

ą

dzie maksymalnym 2,5 A

V

1

, V

2

- woltomierze cyfrowe dowolnego typu

mA

1

, mA

2

-miliamperomierze magnetoelektryczne typu LM-3

R

B

,R

C

- oporniki 6-cio dekadowe

T - badany tranzystor typu n-p-n

Ć

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora

3

Kolejno

ść

czynno

ś

ci

1. Nastaw R

C

= 5

Ω

(5x1

Ω

)

2. Nastaw R

B

= 99 999

Ω

3. Nastaw zakresy pomiarowe woltomierzy: U

n

1

= U

n

2

= 1V (tryb DC)

4. Nastaw zakresy pomiarowe I

n

1

, I

n

2

miliamperomierzy takie, jakie podano przy

odpowiednich tablicach (Tablice 1 - 4)

5. Ustaw pokr

ę

tła regulatorów napi

ę

cia obu zasilaczy w pozycji zerowej

6. Wł

ą

cz napi

ę

cia zasilaj

ą

ce zasilaczy i woltomierzy cyfrowych

7. Nastaw napi

ę

cie wyj

ś

ciowe zasilacza ZS

1

równe U

Z1

= 5V, kieruj

ą

c si

ę

wskazaniami wbudowanego do

ń

woltomierza

8. Zmniejszaj stopniowo rezystancj

ę

R

B

, a

ż

do uzyskania pr

ą

du I

B

podanego w

stosownej Tablicy

9. Zwi

ę

kszaj stopniowo napi

ę

cie U

Z2

, obserwuj

ą

c wskazanie miliamperomierza

mA

2

, dla pr

ą

dów I

C

wskazanych w Tablicy notuj warto

ś

ci napi

ę

cia U

CE

wskazywane przez woltomierz V

2

. W dalszej cz

ęś

ci charakterystyki nastawiaj

dla odmiany podane w Tablicy warto

ś

ci napi

ę

cia U

CE

i notuj warto

ś

ci pr

ą

du

I

C

.

Uwaga: Przy ka

ż

dym punkcie pomiaru nale

ż

y sprawdza

ć

nastawion

ą

na

pocz

ą

tku warto

ś ć

pr

ą

du bazy I

B

i w razie konieczno

ś

ci regulowa

ć

j

ą

opornikiem R

B

Tablica 1

I

B

=1 mA Zakresy pomiarowe: I

n

1

= 3 mA I

n

2

= 150 mA

I

C

mA 20 40 60 80 100 120

U

CE

V

0,4 0,6 0,8 1,0

Tablica 2

I

B

=2 mA Zakresy pomiarowe: I

n

1

= 3 mA I

n

2

= 300 mA

I

C

mA 50 100 150 200 250

U

CE

V

0,4 0,6 0,8 0,9 1,0

Tablica 3

I

B

=3 mA Zakresy pomiarowe: I

n

1

= 3 mA I

n

2

= 750 mA

I

C

mA 100 150 200 250 300 350

U

CE

V

0,3 0,4 0,8 1,0

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora

4

Tablica 4

I

B

=4 mA Zakresy pomiarowe: I

n

1

= 7,5 mA I

n

2

= 750 mA

I

C

mA 100 200 300 400 500

U

CE

V

0,4 0,6 0,8 0,9 1,0

W sprawozdaniu nale

ż

y wykre

ś

li

ć

na papierze milimetrowym 4 charak-

terystyki I

C

= f(U

CE

) we wspólnym układzie współrz

ę

dnych prostok

ą

tnych.

Zaleca si

ę

zastosowanie nast

ę

puj

ą

cych współczynników skal: 1 cm

∼

100 mA

oraz 1 cm

∼

0,1 V.

2.2. Badanie tranzystora jako

ź

ródła pr

ą

dowego

Pomiary nale

ż

y przeprowadzi

ć

w tym samym co poprzednio układzie

z rysunku 1.

Kolejno

ś ć

czynno

ś

ci

1. Nastaw nast

ę

puj

ą

ce zakresy pomiarowe: U

n1

=1V, U

n2

=10V, I

n1

=3mA,

I

n2

=150 mA

2. Nastaw rezystancje: R

B

= 99 999

Ω

, R

C

= 0

Ω

3. Wł

ą

cz napi

ę

cie sieciowe obydwu zasilaczy i nastaw: U

Z1

= 5V, U

Z2

= 1 V

4. Zmniejszaj

ą

c stopniowo rezystancj

ę

R

B

, nastaw pr

ą

d bazy I

B

=1 mA

5. Regulatorem zasilacza ZS

2

nastaw U

Z2

=2 V

6. Sprawd

ź

teraz, czy pr

ą

d bazy ma warto

ść

1 mA i ewentualnie skoryguj ten

pr

ą

d

7. Zmieniaj

ą

c rezystancj

ę

R

C

w przedziale od 0

Ω

do 10

Ω

, notuj w Tablicy 5

warto

ś

ci I

C

, U

CE

Tablica 5
I

B

= 1 mA

R

C

Ω

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10

I

C

mA

U

CE

V

W sprawozdaniu nale

ż

y:

1. Wykre

ś

li

ć

we wspólnym układzie współrz

ę

dnych charakterystyki: I

C

=f(R

C

);

U

CE

=f(R

C

). Zaleca si

ę

przyj

ę

cie nast

ę

puj

ą

cych współczynników skal: 1cm

∼

0,1

Ω

; 1cm

∼

0,2 V; 1cm

∼

20 mA.

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora

5

2. Obja

ś

nij zmienno

ść

napi

ę

cia U

CE

w powi

ą

zaniu z przebiegiem pr

ą

du I

C

przy

zmianach rezystancji R

C

, pami

ę

taj

ą

c,

ż

e napi

ę

cie wyj

ś

ciowe U

Z2

zasilacza

zachowywało stał

ą

warto

ść

.

3. Wyja

ś

nij dlaczego i w jakim zakresie tranzystor mo

ż

e pracowa

ć

jako

ź

ródło

pr

ą

dowe.

2.3. Zdejmowanie charakterystyk I

C

= f(I

B

) dla ustalonych

napi

ęć

U

CE

Pomiary nale

ż

y wykona

ć

w układzie z rysunku 1.

Kolejno

ś ć

czynno

ś

ci

1. Nastaw zakresy: U

n

1

= 1 V; U

n

2

= 10 V;

I

n

1

= 30 mA; I

n

2

= 3000 mA

2. Nastaw: U

Z1

= 5 V; U

CE

= 1V;

R

B

= 99 999

Ω

; R

C

= 1

Ω

; (10 x 0,1

Ω

Ω

Ω

Ω

!)

3. Reguluj

ą

c rezystancj

ę

R

B

, nastawiaj warto

ś

ci pr

ą

du I

B

podane w Tablicy 6,

notuj warto

ś

ci pr

ą

du I

C

. Utrzymuj stał

ą

warto

ść

napi

ę

cia U

CE

=1 V

Tablica 6
U

CE

=1 V; R

C

= 1

Ω

Ω

Ω

Ω

(10 x 0,1

Ω

Ω

Ω

Ω

!)

I

B

mA 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20

I

C

mA

h

21E

-

-

Powtórz pomiary dla U

CE

=5 V, notuj

ą

c wyniki w Tablicy 7

Tablica 7

U

CE

= 5 V; R

C

= 1

Ω

Ω

Ω

Ω

(10 x 0,1

Ω

Ω

Ω

Ω

!)

I

B

mA

0

2

4

6

8

10

12

14

I

C

mA

h

21E

-

Ć

wicz. Nr 2 Charakterystyki statyczne tranzystora

6

W sprawozdaniu nale

ż

y:

1. Obliczy

ć

współczynniki wzmocnienia pr

ą

dowego h

21E

według wzoru:

h

I

I

E

C

B

21

=

∆
∆

2. Wykre

ś

li

ć

we wspólnym układzie współrz

ę

dnych prostok

ą

tnych charakte-

rystyki I

C

=f(I

B

). Zaleca si

ę

przyj

ę

cie nast

ę

puj

ą

cych współczynników skal: 1cm

∼

200 mA (o

ś

Y) oraz 1cm

∼

2 mA (o

ś

X)

3. Pytania i zagadnienia teoretyczne

1. Narysuj i obja

ś

nij symbole tranzystorów typu p-n-p oraz n-p-n

2. Narysuj układy tranzystorów: a) ze wspólna baz

ą

, b) ze wspólnym emiterem,

c) ze wspólnym kolektorem

3. Narysuj rodzin

ę

charakterystyk I

C

=f(U

CE

) dla I

B

= const.

4. Obja

ś

nij na podstawie powy

ż

szych charakterystyk zakresy pracy tranzystora:

a) zakres aktywny, b) zakres nasycenia, c) zakres zatkania

5. W jaki sposób mo

ż

na przeprowadzi

ć

tranzystor ze stanu zatkania w stan

nasycenia?

6. W jakich warunkach tranzystor pełni rol

ę

ź

ródła pr

ą

dowego?

7. Co nale

ż

y zmieni

ć

w układzie z rysunku 1, aby mo

ż

na było bada

ć

w nim

tranzystor typu p-n-p?

4. Literatura

1. Antoniewicz J. Elektronika, podstawy fizyczne, elementy, układy WNT,

Warszawa, 1979

2. Goł

ę

biowski K. Elektronika dla elektryków Skrypt Politechniki Białostockiej,

Białystok 1993

3. Jaczewski J. i inni Podstawy elektroniki i energoelektroniki WNT, Warszawa

1981

4. Lipi

ń

ski E. Podstawy elektroniki dla elektryków WNT, Warszawa 1975,

5. Rosi

ń

ski W. Zasady działania tranzystorów WNT, Warszawa 1977

6. Rusek M. i inni Elementy i układy elektroniczne w pytaniach WNT,

Warszawa, 1991