TRIODA PÓŁPRZEWODNIKOWA ( TRANZYSTOR)

Trioda półprzewodnikowa lub tranzystor jest kombinacja dwóch położonych blisko siebie złącz p-n w

jednym krysztale półprzewodnika . Rozróżniamy dwa rodzaje tranzystorów warstwowych:

tranzystor typu p-n-p i tranzystor typu n-p-n .Różnią się one kolejnością występowania obszarów o różnym

typie przewodnictwa .Obszar (E) , zwany emiterem emituje nośniki ładunku , a obszar (K) , zwany kolektorem

zbiera nośniki ładunku . Miedzy emiterem i kolektorem znajduje się cienka warstwa półprzewodnika o

przeciwnym typie przewodnictwa zwana baza (B).W praktyce najczęściej stosuje się trzy sposoby [połączenia

tranzystora:

1)układ o wspólnej bazie WB

2)układ o wspólnym emiterze WE

3)układ o wspólnym kolektorze WK

Charakterystyki tranzystorów podawane są zazwyczaj dla układu WE.W układzie WE można

otrzymać oprócz wzmocnienia napięcia i mocy także wzmocnienia prądu . Charakterystyki wyjściowe

tranzystora dla układu WE podają zależność prądu kolektora


od napięcia miedzy kolektorem i

emiterem

dla różnych wartości prądu bazy

.

OPIS ĆWICZENIA

1.Łączymy układ do pomiaru charakterystyk statycznych tranzystora w układzie o wspólnym emiterze
WE

wg schematu.

Na rysunku
i
przedstawiają potencjometry odpowiednich zasilaczy stabilizowanych prądu stałego . Po

połączeniu układu wykonujemy pomiary następujących charakterystyk:

a)
dla czterech ustalonych wartości prądu bazy 100,200,300,400
.N podstawie tych

charakterystyk obliczamy współczynnik
dla wartości napięcia
.Następnie ze znanej

wartości należy obliczamy współczynnik wzmocnienia prądowego
dla układu WB .

b)
dla dwóch ustalonych wartości
5 i 10 V. Natężenie prądu bazy
zmieniamy w zakresie od

0 do 500
co 50
.

c)
dla dwóch ustalonych wartości
5 i 10 V. Napięcie miedzy baza i emiterem
zmieniamy

w zakresie od 0 do 5 V co 0.5 V. Z charakterystyk obliczamy opór wejściowy tranzystora
.

2.Z klasy dokładności i zakresu mierników obliczamy dla kilku punktów poszczególnych charakterystyk błędy

bezwzględne mierzonych prądów i napięć .Otrzymane wartości błędów zaznaczamy na wykresach .

Na podstawie tabeli zależności prądu kolektora
od napięcia kolektor - emiter
obliczamy

współczynnik wzmocnienia prądu :

dla wartości napięcia
=5V.

1.
= 19.1 - 8.8 = 10.3

2.
=40.5-19.1=21.4

Współczynnik wzmocnienia prądowego  w układzie tranzystora o wspólnej bazie WB jest powiązany

ze współczynnikiem  poprzez zależność:

.

Dla naszego układu :

1.)0.99

2.)0.99

Na podstawie tabeli zmian prądu bazy
w zależności od napięcia baza - emiter
wyznaczamy rezystancję wejściową tranzystora korzystając ze wzoru:
.Przy pomiarze
należy od

wskazań woltomierza odjąć spadek napięcia na mikroamperomierzu , wiec:

Błędy wynikające z dokładności mierników:

;
;

;
.

Obliczamy błędy dla charakterystyki wyjścia tranzystora dla układu o wspólnym emiterze.

dla
dla

dla
dla

Obliczamy błędy dla

dla 5 V dla 10 V

Do pomiarów używaliśmy mierników o parametrach:

- klasa 1,5; zakres 15V, liczba działek 75;

- miernik cyfrowy o dokładności 1% wartości odczytanej;

- klasa 1,5; zakres 600A, liczba działek 60, rez. wewn. 78 (1%);

- miernik cyfrowy o dokładności 1% wartości odczytanej.

Wnioski:

------------

Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyk tranzystora.Pierwsza cześć ćwiczenia polegała na

badaniu zależności natężenia prądu kolektora w funkcji zmian napięcia kolektor-emiter dla czterech ustalonych

wartości prądu bazy.Zmiany te przedstawia wykres
.Wyznaczony współczynnik wzmocnienia

prądowego
badanego tranzystora wynosi 105(wartość średnia) . Jak pokazuje przebieg krzywej wzrost

napięcia
powoduje wzrost prądu kolektorowego . Kształt krzywej wskazuje na zmienne warunki

przewodzące tranzystora . Nie jest to typowa zależność obserwowana dla elementów oporowych wykonanych

z metali bądź stopu.Warto zwrócić uwagę na fakt , ze wzrost prądu bazy pociąga za sobą wzrost prądu

kolektorowego . Jest to zrozumiale przy uwzglednieniu mechanizmu przewodzącego tranzystora . Prąd

kolektora stanowi bowiem sumę prądu emitorowego i prądu bazy . Druga cześć ćwiczenia polegała na badaniu

zależności natężenia prądu kolektorowego w funkcji zmian natężenia prądu bazy dla dwóch ustalonych

wartości napięć kolektor-emiter . Charakterystykę ta przedstawia wykres
. Wzrost prądu bazy

pociąga za sobą wzrost prądu kolektorowego . Trzecia cześć ćwiczenia polegała na badaniu zależności

ustawienia prądu bazy w funkcji zmian napięcia baza-emiter . Zmiany te przedstawia wykres

.Wzrost napięcia baza-emiter pociąga za sobą wzrost prądu bazy . Z danych pomiarowych

uwzględniając spadek napięcia na mikroamperomierzu wyznaczyliśmy opór wejściowy tranzystora.

---