AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA w BYDGOSZCZY Instytut Telekomunikacji i Elektrotechniki
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI	Imię i nazwisko:
Laboratorium Elementów i Układów Elektronicznych
Nr ćwiczenia 3 Temat: Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystora bipolarnego.	1. Tomasz Mioduszewski 2. Radosław Kałaska Nr grupy: K5 Semestr IV
Data wyk. ćw. Data oddania spr. Ocena: 99.05.31 99.06.17	Instytut: T i E

1. Cel ćwiczenia

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

2. Przebieg ćwiczenia.

2.1. Układ zasilania z wymuszonym prądem bazy .

T	^oC	30	40	50	60	70	80
IB	μA	13,9	13,8	14,3	14,2	14,3	14,1
IC	mA	0,32	0,35	0,42	0,47	0,52	0,55
UCE	V	11,008	10,988	10,944	10,790	10,638	10,380

a) zależność IB = f ( T ) ,

b) zależność IC = f ( T )

c) zależność UCE = f ( T )

2.2. Układ zasilania ze sprzężeniem kolektorowym

T	^oC	30	40	50	60	70	80
IB	μA	26,5	26,2	25,5	25,0	24,6	23,8
IC	mA	0,85	0,92	0,98	1,04	1,10	1,14
UCE	V	9,053	8,918	8,710	8,540	8,385	8,164

1. zależność IB = f ( T ) .

b) zależność IC = f ( T )

3. zależność UCE = f ( T )

2.3.Układ z potencjometrycznym zasilaniem bazy.

T	^oC	30	40	50	60	70	80
IB	μA	23,8	23,7	23,5	23,3	23,2	23,0
IC	mA	0,74	0,81	0,87	0,94	1,02	1,08
UCE	V	9,952	9,712	9,478	9,234	8,999	8,773

1. zależność IB = f ( T ) .

b) zależność IC = f ( T ) .

c) zależność UCE = f ( T ) .

2.4. Układ zasilania z kompensacją zmian napięcia U BE

T	^oC	30	40	50	60	70	80
IB	μA	19,2	18,9	18,7	18,5	18,3	18,2
IC	mA	0,94	0,96	0,98	1,01	1,03	1,06
UCE	V	9,287	9,200	9,125	9,056	8,976	8,881

a) zależność IB = f ( T ) .

2. zależność IC = f ( T )

3. zależność UCE = f ( T )

3. Opracowanie wyników .

4.1. Obliczenia :

4.1.1. Układ zasilania z wymuszonym prądem bazy .

4.1.2. Układ zasilania ze sprzężeniem kolektorowym.

4.1.3. Układ zasilania z kompensacją zmian napięcia U_BE .

5. Wnioski.

Powyższe ćwiczenie ilustruje nam podstawowe układy polaryzacji oraz stabilizacje 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 niestabilny . Jest to spowodowane dwukrotnym wzrostem I_C0 na każde 10 K .

W związku z tym prąd kolektora wzrasta a napięcie U_CE maleje. 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 zmaleje I_B zmniejszając odpowiednio prąd kolektora co spowoduje wzrost UCE . 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 . Zapewnia to silne sprzężenie zwrotne wnoszone przez rezystor R_E. W układzie z kompensacją zmian napięcia U_BE kompensację uzyskuje się dzięki przeciwsobnemu włączeniu diod emiterowych . 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 geometrycznie ( dwukrotnie na 10 K ) .