I Inform. |
Hanna Pogorzelska |
1995.03.03 |
Badanie tranzystora bipolarnego. |
|
Zal: |
Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości statycznych tranzystora bipolarnego na podstawie charakterystyk statycznych oraz wyznaczenie kilku jego podstawowych parametrów. Do ćwiczenia wykorzystujemy tranzystor bipolarny połączony w układzie WE (wspólny emiter).
1. Wyznaczanie charakterystyk IK=f(UKE).
Ustalamy stałą wartośc prądu bazy IB. Przy dobranej wartości prądu IB zmieniamy wartość napięcia kolektor - emiter UKE w zakresie od 0 do 20 V. Początkowo zmiany wynoszą 0,5 V, później kilka voltów. Z miliamperomierza odczytujemy wartość prądu kolektora IK.
|
|
IB=100 mA |
|
|
IB=200 mA |
|
|
IB=400 mA |
|
Lp. |
|
IK [mA] |
UKE [V] |
|
IK [mA] |
UKE [V] |
|
IK[mA] |
UKE [V] |
1. |
|
8,1 |
0,5 |
|
17,2 |
0,5 |
|
35,2 |
0,5 |
2. |
|
8,2 |
1,0 |
|
17,4 |
1,0 |
|
35,7 |
1,0 |
3. |
|
8,2 |
1,5 |
|
17,6 |
1,5 |
|
36,1 |
1,5 |
4. |
|
8,3 |
2,0 |
|
17,8 |
2,0 |
|
36,4 |
2,0 |
5. |
|
8,4 |
2,5 |
|
17,9 |
2,5 |
|
36,7 |
2,5 |
6. |
|
8,4 |
3,0 |
|
18,0 |
3,0 |
|
37,0 |
3,0 |
7. |
|
8,5 |
3,5 |
|
18,2 |
3,5 |
|
37,2 |
3,5 |
8. |
|
8,5 |
4,0 |
|
18,3 |
4,0 |
|
37,5 |
4,0 |
9. |
|
8,6 |
4,5 |
|
18,5 |
5,0 |
|
38,0 |
5,0 |
10. |
|
8,7 |
5,5 |
|
18,6 |
5,5 |
|
38,4 |
6,0 |
11. |
|
8,8 |
6,5 |
|
18,7 |
6,0 |
|
38,8 |
7,0 |
12. |
|
8,9 |
8,0 |
|
18,8 |
6,5 |
|
39,2 |
8,0 |
13. |
|
9,0 |
9,0 |
|
18,9 |
7,0 |
|
39,7 |
9,0 |
14. |
|
9,1 |
11,5 |
|
19,0 |
7,5 |
|
40,2 |
10,0 |
15. |
|
9,2 |
12,5 |
|
19,1 |
8,0 |
|
40,9 |
12,0 |
16. |
|
9,3 |
13,0 |
|
19,2 |
8,5 |
|
41,7 |
14,0 |
17. |
|
9,5 |
16,5 |
|
19,3 |
9,0 |
|
42,5 |
16,0 |
18. |
|
9,7 |
20,0 |
|
19,4 |
9,5 |
|
43,2 |
18,0 |
19. |
|
|
|
|
19,5 |
10,0 |
|
44,2 |
20,0 |
20. |
|
|
|
|
19,6 |
10,5 |
|
|
|
21. |
|
|
|
|
19,8 |
12,0 |
|
|
|
22. |
|
|
|
|
20,0 |
13,0 |
|
|
|
23. |
|
|
|
|
20,2 |
14,0 |
|
|
|
24. |
|
|
|
|
20,5 |
16,0 |
|
|
|
25. |
|
|
|
|
20,8 |
18,0 |
|
|
|
26. |
|
|
|
|
21,2 |
20,0 |
|
|
|
2. Wyznaczanie charakterystyk IK=f(IB).
Ustalamy stałą wartość napięcia kolektor - emiter UKE. Przy ustalonej wartości napięcia UKE zmieniamy wartość prądu bazy IB w zakresie od 0 do 500 mA. Zmiany wynoszą 50 mA. Z miliapmeromierza odczytujemy wartość prądu kolektora IK.
|
|
UKE=5 V |
|
|
UKE=10 V |
|
Lp. |
|
IB [mA] |
IK [mA] |
|
IB [mA] |
IK [mA] |
1. |
|
50 |
4,6 |
|
50 |
4,7 |
2. |
|
100 |
9,0 |
|
100 |
9,6 |
3. |
|
150 |
14,5 |
|
150 |
14,8 |
4. |
|
200 |
19,7 |
|
200 |
20,2 |
5. |
|
250 |
24,2 |
|
250 |
25,2 |
6. |
|
300 |
29,0 |
|
300 |
30,1 |
7. |
|
350 |
33,6 |
|
350 |
34,5 |
8. |
|
400 |
38,3 |
|
400 |
40,1 |
9. |
|
450 |
42,4 |
|
450 |
44,8 |
10. |
|
500 |
47,1 |
|
500 |
50,0 |
3. Wyznaczanie charakterystyk IB=f(UBE).
Ustalamy stałą wartość napięcia kolektor - emiter UKE. Przy ustalonej wartości napięcia UKE zmieniamy wartość napięcia baza - emiter UBE w zakresie od 0 do
5 V. Zmiany wynoszą 0,5 V. Z mikroapmeromierza odczytujemy wartość prądu bazy IB. Ponieważ na voltomierzu odczytujemy sumę napięć baza - emiter UBE i spadku napięcia na mikroamperomierzu, więc przy pomiarze UBE należy od wskazań voltomierza odjąć spadek napięcia na mikroamperomierzu:
UBE = UVBE - IB * RmA.
|
|
UKE=5 V |
|
|
|
UKE = 5V |
|
|
Lp. |
|
IB [mA] |
UVBE [V] |
UBE [V] |
|
IB [mA] |
UVBE [V] |
UBE [V] |
1. |
|
60 |
0,50 |
0,49 |
|
60 |
0,50 |
0,49 |
2. |
|
118 |
1,00 |
0,99 |
|
118 |
1,00 |
0,99 |
3. |
|
162 |
1,50 |
1,49 |
|
158 |
1,50 |
1,49 |
4. |
|
214 |
2,00 |
1,98 |
|
220 |
2,00 |
1,98 |
5. |
|
270 |
2,50 |
2,48 |
|
270 |
2,50 |
2,48 |
6. |
|
318 |
3,00 |
2,97 |
|
312 |
3,00 |
2,98 |
7. |
|
362 |
3,50 |
3,47 |
|
370 |
3,50 |
3,47 |
8. |
|
418 |
4,00 |
3,97 |
|
418 |
4,00 |
3,97 |
9. |
|
468 |
4,50 |
4,46 |
|
450 |
4,50 |
4,46 |
10. |
|
520 |
5,00 |
4,96 |
|
550 |
5,00 |
4,96 |
Na podstawie tabeli zależności prądu kolektora IK od napięcia kolektor - emiter UKE obliczamy współczynnik wzmocnienia prądu :
dla wartości napięcia UKE=5V.
DIK1 = 18,5 - 8,6 = 9,9 mA DIB1 = 100 mA b1 = 99
DIK2 = 38,0 - 18,5 = 19,5 mA DIB2 = 200 mA b2 = 97,5
b = 98,25
Współczynnik wzmocnienia prądowego a w układzie tranzystora o wspólnej bazie WB jest powiązany ze współczynnikiem b poprzez zależność:
.
Dla naszego układu : a = 0,9899.
Na podstawie tabeli zmian prądu bazy IB w zależności od napięcia baza - emiter UBE wyznaczamy rezystancję wejściową tranzystora korzystając ze wzoru: 
.
DUBE = 4,5 V;
DIB = 475 mA;
rwe = 9473,7 W.
Błędy wynikające z dokładności mierników:
; 
;
; 
.
Błędy pomiarów obliczone przy pomocy pochodnej logarytmicznej:
Błąd wyznaczania współczynnika b:
Błąd wyznaczania współczynnika a:
Błąd wyznaczania rezystacji wejściowej tranzystora:
Uwzględniając błędy współczynnik wzmocnienia prądu b w układzie o wspólnym emiterze WE wynosi:
b = 98,25 ± 9,82 .
Współczynnik wzmocnienia prądowego w układzie o wspólnej bazie WB wynosi:
a = 0,9899 ± 0,1980 .
Rezystancja wejściowa tranzystora wynosi:
rwe = 9473,70 W ± 663,16 W.
Do pomiarów używaliśmy mierników o parametrach:
UBE - klasa 1,5; zakres 15V, liczba działek 75;
UKE - miernik cyfrowy o dokładności 1% wartości odczytanej;
IB - klasa 1,5; zakres 600mA, liczba działek 60, rez. wewn. 78W (1%);
IK - miernik cyfrowy o dokładności 1% wartości odczytanej.
Wnioski:
Wyszukiwarka