Politechnika Świętokrzyska
LABOLATORIUM ELEKTRONIKI
Ćwiczenie Nr 3
Data wykonania ćwiczenia: 12.11.2013r.

Cel badania:

Celem ćwiczenia było poznanie zasady działania i własności tranzystora bipolarnego
n-p-n poprzez wyznaczenie jego charakterystyk statycznych i parametrów He w układzie wspólny emiter WE. Będą wyznaczane rodziny charakterystyk wyjściowych, wejściowych, przejściowych prądowych i zwrotnych napięciowych. Parametry He wyznaczone w określonym punkcie P w układzie wspólny emiter WE będą przeliczane dla dwóch pozostałych układów pracy tranzystora tzn. dla układu wspólnej bazy WB i układu wspólnego kolektora WC.

Schemat pomiarowy:

Układ do pomiaru statycznych charakterystyk tranzystora bipolarnych n-p-n

Obliczenie parametrów h w układzie WE (w punkcie P):

Charakterystyki wejściowe U_CE = const

$$h_{11e} = \frac{\left| U_{BE2} - U_{BE1} \right|}{\left| I_{B2} - I_{B1} \right|} = \frac{U_{B1}}{I_{B}}$$

$$h_{11e} = \frac{\left| 0,669 - 0,646 \right|V}{\left| 0,000014 - 0,000006 \right|A} = \frac{\left| 0,023 \right|V}{\left| 0,000008 \right|A} = 2875\mathrm{\Omega}$$

Charakterystyki przejściowo prądowe U_CE = const

$$h_{21e} = \frac{\left| I_{C2} - I_{C1} \right|}{\left| I_{B2} - I_{B1} \right|} = \frac{I_{C1}}{I_{B}}$$

$$h_{21e} = \frac{\left| 0,00327 - 0,00133 \right|A}{\left| 0,000014 - 0,000006 \right|A} = \frac{\left| 0,00194 \right|A}{\left| 0,000008 \right|A} = 242,5$$

Charakterystyki zwrotne napięciowe I_B = const

$$h_{12e} = \frac{\left| U_{BE4} - U_{BE3} \right|}{\left| U_{CE4} - U_{CE3} \right|} = \frac{U_{B2}}{U_{\text{CE}}}$$

$$h_{12e} = \frac{\left| 0,659 - 0,661 \right|V}{\left| 4 - 0,8 \right|V} = \frac{\left| - 0,002 \right|V}{\left| 3,2 \right|V} = 0,000625$$

Charakterystyki wyjściowe I_B = const

$$h_{22e} = \frac{\left| I_{C4} - I_{C3} \right|}{\left| U_{CE4} - U_{CE3} \right|} = \frac{I_{C2}}{U_{\text{CE}}}$$

$$h_{22e} = \frac{\left| 0,00236 - 0,0023 \right|A}{\left| 4 - 0,8 \right|V} = \frac{\left| 0,00006 \right|A}{\left| 3,2 \right|V} = 0,00001875S$$

Obliczenie parametrów h w układzie WB:

$$h_{11b} = \frac{h_{11e}}{1 + h_{21e}} = \frac{2875}{1 + 242,5} = 11,807\mathrm{\Omega}$$

$$h_{12b} = \frac{h_{11e} \bullet h_{22e}}{1 + h_{21e}} - h_{12e} = \frac{2875 \bullet 0,00001875}{1 + 242,5} - 0,000625 = - 0,22138 \bullet 10^{- 3}$$

$$h_{21b} = \frac{h_{21e}}{1 + h_{21e}} = \frac{242,5}{1 + 242,5} = - 0,9959$$

$$h_{22b} = \frac{h_{22e}}{1 + h_{21e}} = \frac{0,00001875S}{1 + 242,5} = 7,7*10^{- 8}S$$

Obliczenie parametrów h w układzie WC:

h_11c = h_11e = 2875Ω

h_12c = 1 − h_12e = 1 − 0, 000625 = 0, 999375

h_21c = −(1+h_21e) = −(1+242,5) = −243, 5

h_22c = h_22e = 0, 00001875S

Wnioski

Ćwiczenie zostało wykonane dla tranzystora bipolarnego n-p-n, gdzie dokonaliśmy pomiaru napięć wejściowych układu U_BE, prądów wejściowych I_B, napięć wyjściowych układu U_CE oraz prądów wyjściowych I_C. Po dokonaniu pomiarów wykonaliśmy obliczenia kolejno dla bazy WE, WC oraz WB. Na podstawie pomiarów zostały sporządzone charakterystyki. Podczas pomiarów musieliśmy uważać na zachowanie 2 stałych parametrów: napięcie U_CE oraz prądu I_B. Jest to niezbędne do prawidłowego narysowania rodziny charakterystyk.