AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA BYDGOSZCZ INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I ELEKTROTECHNIKI
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI
Laboratorium elementów i układów elektronicznych			Imię i nazwisko:
Nr ćw.6 Temat: Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystora bipolarnego.			Joanna Szwemin Krzysztof Szweda Nr grupy: J/1 Semestr: 4
Data wykonania	Data oddania spr.	Ocena
4.03.1997	18.03.1997		Instytut: TiE

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawowymi układami polaryzacji oraz stabilizacji punktu pracy tranzystora bipolarnego .

2. Spis przyrządów .

Zasilacz
typ. Z 2201 ;

Woltomierz cyfrowy, typ. V-541;

Miliamperomierz typ V 560

Mikroamperomierz typ LM-3 kl. 0,5;

3.Pomiary.

3.1.Układ zasilania z wymuszonym prądem bazy .

. Schemat układu

Pomiary.

T	°C	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
IC	m.A	0,110	0,122	0,134	0,147	0,161	0,176	0,192	0,209	0,226	0,244	0,262
IB	μA	13,96	13,96	13,96	13,96	13,96	13,96	14,04	14,04	14,08	14,08	14,08
UCE	V	11,56	11,52	11,48	11,44	11,40	11,35	11,30	11,25	11,20	11,15	11,10

Wykresy

I_C=f(T)

I_B=f(T)

U_CE=f(T)

3.2.Układ zasilania ze sprzężeniem kolektorowym .

Schemat układu .

Pomiary.

T	°C	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
IC	m.A	0,643	0,673	0,704	0,732	0,763	0,793	0,822	0,853	0,883	0,912	0,940
IB	μA	29,2	29,0	28,8	28,6	28,4	28,1	27,8	27,6	27,4	27,1	26,8
UCE	V	9,87	9,78	9,69	9,61	9,52	9,43	9,34	9,25	9,17	9,08	8,99

Wykresy

I_C=f(T)

I_B=f(T)

U_CE=f(T)

3.3. Układ z kompensacją zmian napięcia U_BE .

Schemat układu .

Pomiary.

T	°C	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
IC	m.A	0,461	0,481	0,504	0,526	0,546	0,569	0,593	0,617	0,640	0,662	0,685
IB	μA	25,6	26,2	26,0	25,7	25,4	25,2	24,9	24,7	24,4	24,2	23,9
UCE	V	10,35	10,28	10,20	10,13	10,07	9,99	9,91	9,84	9,77	9,69	9,61

Wykresy

I_C=f(T)

I_B=f(T)

U_CE=f(T)

3.4.Układ z potencjometrycznym zasilaniem bazy.

Schemat układu

Pomiary

T	°C	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
IC	m.A	0,484	0,516	0,551	0,583	0,616	0,649	0,685	0,719	0,755	0,791	0,829
IB	μA	25,6	25,6	25,5	25,5	25,4	25,4	25,3	25,3	25,2	25,0	25,0
UCE	V	10,27	10,17	10,06	9,95	9,85	9,74	9,62	9,51	9,39	9,28	9,16

Wykresy

Ic

I_B=f(T)

U_CE=f(T)

3.4.Układ zasilania z wymuszonym prądem emitera.

Pomiary

T	°C	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
IC	m.A	1,711	1,715	1,719	1,722	1,726	1,730	1,734	1,737	1,741	1,744	1,748
IB	μA	51,2	49,8	48,6	47,4	46,2	45,2	44,2	43,2	42,2	41,2	40,2
UCE	V	7,85	7,82	7,79	7,76	7,73	7,70	7,67	7,65	7,62	7,60	7,57

Wykresy

I_C=f(T)

I_B=f(T)

Uce

3.5.Układ zasilania z kompensacją prądu I_CB0

Schemat układu

Pomiary

T	°C	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
IC	m.A	0,087	0,097	0,108	0,119	0,131	0,144	0,157	0,171	0,187	0,202	0,219
IB	μA	13,96	13,96	14,00	14,00	14,00	14,08	14,08	14,08	14,08	14,08	14,08
UCE	V	11,60	11,57	11,54	11,51	11,47	11,43	11,40	11,35	11,31	11,26	11,21

Wykresy

I_C=f(T)

I_B=f(T)

U_CE=f(T)

4. Opracowanie wyników .

Obliczenia (dla trzech wybranych układów zasilania)

Układ zasilania z wymuszonym prądem bazy .

Układ zasilania ze sprzężeniem kolektorowym.

Układ zasilania z kompensacją zmian napięcia U_BE .

Wnioski i spostrzeżenia.

Powyższe ćwiczenie miało za zadanie zilustrowanie podstawowych układów polaryzacji oraz stabilizacji punktu pracy tranzystora bipolarnego. W celu utrzymania stałych wartości prądu i napięcia kolektora stosuje się stabilizację punktu pracy i kompensację upływów czynników zakłócających. Technika stabilizacyjna polega na stosowaniu rezystancyjnych obwodów polaryzacji wstępnej , które umożliwiają zmianę I_B tak, by utrzymana była stała wartość I_C przy zmieniających się wartościach I_C0, β oraz U_BE. Technika kompensacyjna polega na stosowaniu przyrządów o działaniu uzależnionym od temperatury , np. tranzystorów , diod , rezystorów itp. , które dostarczają napięć i prądów w celu utrzymania stałego punktu pracy.

W układzie z wymuszonym prądem bazy wartość prądu bazy wynika z zadanych wartości elementów i polaryzacji . Wartości współczynników niestabilności są duże. Wynika stąd , że układ jest mało stabilny . Wraz z wzrostem prądu kolektora , maleje napięcie U_CE .

W układzie ze sprzężeniem kolektorowym prąd bazy płynie przez rezystancję , włączoną w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego , które to sprzężenie działa stabilizująco . Przy wzroście temperatury rośnie prąd I_C i maleje U_CE przez co maleje I_B zmniejszając odpowiednio I_C co powoduje wzrost U_CE . Im mniejsza wartość rezystora w pętli sprzężenia zwrotnego tym lepsza stabilizacja.

W układzie z potencjometrycznym zasilaniem bazy punkt pracy ustalony jest przez prąd bazy oraz prąd emitera . Baza zasilana jest z dzielnika napięcia a rezystor R_E wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne - prądowe . Jeśli prąd zmaleje to zmaleje spadek napięcia na R_E czyli rośnie U_BE a co za tym idzie większy I_B i I_E .

Dobrą stabilność zapewnia układ zasilania z wymuszonym prądem emitera gdyż współczynniki niestabilności przyjmują najmniejsze wartości. Zapewnia to silne sprzężenie zwrotne wnoszone przez rezystor R_E.

Układy z kompensacją I_CB0 mają zastosowanie w tranzystorach germanowych gdyż prąd I_C0 jest mniejszy niż ten sam prąd w tranzystorach krzemowych . Jeśli złącza kolektorowe mają identyczne paramery to I₀ =I_C0 i dlatego I_C jest stałe .

W układzie z kompensacją zmian napięcia U_BE kompensację uzyskuje się dzięki zastosowaniu tranzystora dodatkowego włączonego w obwód bazy , działającego jak dioda (zwarte B i C) . Zmiany U_BE i U₀ kompensują się dzięki czemu wartość prądu I_C pozostaje stała . Powyższy układ stosuje się dla tranzystorów krzemowych . Przy małym wzroście temperatury największą rolę w niestabilności prądu kolektora odgrywa zmiana napięcia U_BE . Wraz ze wzrostem temperatury zaczyna dominować wpływ prądu zerowego kolektora , który rośnie prawie liniowo.

mA

μA

V

+12V

56K

6K8

T1

300

3K

mA

μA

V

+12V

T1

5K6

3K

-12V

mA

μA

V

+12V

T1

3K

560K

T2

---