Zespół nr 1	Nogaj Kamil		WM
Ćwiczenie nr E4	Temat: Badanie tranzystora		Mechanika i Budowa Maszyn
12.04.2000 r.
Teoria	Ocena:		Podpis:
Wykonanie

1. Opis teoretyczny:

Tranzystorem bipolarnym nazywamy układ złożony z trzech warstw półprzewodnika, ułożonych w kolejności p - n - p, lub n - p - n. Poszczególne warstwy tranzystora nazywamy emiterem E, bazą B i kolektorem K. Baza jest warstwą cienką w porównaniu z drogą, którą przechodzą nośniki nim nastąpi ich rekombinacja. Początkowo dziury są zlokalizowane w strefie p,
a elektrony w strefie n. Impuls elektryczny który ma być wzmocniony jest dołączony między bazę i emiter. Wyjście z tranzystora lub wzmocniony sygnał jest odbierany między emiterem
a kolektorem. W tranzystorze powstają dwa złącza p-n i n-p. Kogą one przewodzić prąd
w przeciwnych kierunkach.

Rozkład poziomów energetycznych w nie kontaktujących się warstwach pokazano na rysunku poniżej:

W rzeczywistości występuje dyfuzja nośników i na złączach tworzą się podwójne ich warstwy,
a poziom Fermiego jest zrównany dla wszystkich trzech warstw tranzystora. Obydwa złącza mają własności prostownicze i przewodzą prąd tylko w kierunku p do n. W przypadku tranzystora złącze emiter baza polaryzujemy w kierunku przewodzenia, a złącze baza kolektor w kierunku zaporowym. W taki sposób spolaryzowany tranzystor przewodzi prąd również w obwodzie kolektor baza, mimo polaryzacji tego złącza na zaporowym.

W złączu emiter baza, spolaryzowanym w kierunku przewodzenia, płyną prądy dziurowy
i elektronowy. Prąd elektronowy płynie w obwodzie baza - emiter - źródło prądu, natomiast dziury płynące z emitera do bazy, na skutek małych rozmiarów bazy, trafiają do kolektora, zwiększając prąd w obwodzie baza - kolektor - źródło prądu I_K . Na skutek tego mechanizmu
w obwodzie emitera płynie prąd mniejszy niż w normalnym prostowniku, gdyż określony on jest wyłącznie przez prąd elektronów, natomiast w obwodzie kolektor - baza, spolaryzowanym
w kierunku zaporowym, płynie prąd o natężeniu I_K, równym w przybliżeniu prądowi I_E
w obwodzie emitera.

2. Tabelka pomiarowa:

		UCE [V]
		0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35
IB [mA]		IK [mA]
2		11	39	73	105	110	110	110
3		13	53	140	165	177	180	180
4		16,5	64	165	220	242	250	250
5		18,5	105	190	270	315	320	320

Obliczam współczynnik wzmocnienia prądowego:

U_CE=const.

1. Dla U_CE=0,05 [V]

Β₁=7,5/3=2,5

b) Dla U_CE=0,1 [V]

Β₂=66/3=22

3. Dla U_CE=0,15 [V]

Β₃=117/3=39

d) Dla U_CE=0,2 [V]

Β₄=165/3=55

5. Dla U_CE=0,25[V]

Β₅=205/3=68,33

6. Dla U_CE=0,3[V]

Β₆=210/3=70

7. Dla U_CE=0,35[V]

Β₇=210/3=70

Wyznaczam opór wyjściowy

I_B=const.

a) Dla I_B=2 [mA]

R_WY1=0,3/0,099=3,03Ω

b) Dla I_B=3 [mA]

R_WY2=0,3/0,167=1,8Ω

c) Dla I_B=4 [mA]

R_WY3=0,3/0,2335=1,28Ω

d) Dla I_B=5 [mA]

R_WY4=0,3/0,3015=1,0Ω

Zależność prądu I_K od pąrdu I_B przy U=const.

Linia niebieska przy U=0,05 [V]

Linia zielona przy U=0,1 [V]

Linia czerwona przy U=0,15 [V]

Linia żółta przy U=0,2 [V]

Linia czarna przy U=0,25 [V]

Linia brązowa przy U=0,3 oraz0,35 [V]

Błędy analogowego amperomierza zaznaczone zostały kwadracikami:

Zależności I_k=(U_CE) przy I_B=const.

Linia niebieska - prąd I_B=2 [mA]

Linia zielona - prąd I_B=3 [mA]

Linia czerwona - prąd I_B=4 [mA]

Linia czarna - prąd I_B=5 [mA]

1

1

Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

---