Politechnika Lubelska

Laboratorium elektroniki

Badanie właściwości impulsowych tranzystora.

Skład grupy:

1. Szkoda Arkadiusz

2. Kozdrój Mariusz

3. Kędziora Grzegorz

Data wykonania ćwiczenia:

30.03.2014r.

1. Cele ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z charakterem pracy tranzystora zastosowanego jako przełącznik. Należy określić punkty pracy tranzystora, odpowiadające granicy stanu zatkania i granicy stanu nasycenia. Badana jest praca tranzystora w układzie przełączającym, oraz wpływ stosowanych w praktyce układów w celu korekcji przebiegu wyjściowego.

1. Wyznaczanie wartości prądu bazy na granicy nasycenia .

Układ pomiarowy do wyznaczania prądu bazy w funkcji współczynnika przesterowania

Zestawienie wyników pomiaru.

IB	UCE
mA	V
0	11
0,15	0,5

Wartość prądu bazy I_b = 0,15 mA przy napięciu odcięcia U_CE =0,5 V

1. Wyznaczenie wartości napięć sterujących przy których współczynnik przesterowania osiąga wartości.

Tabela pomiarowa nr. 2

KF	IB	UZ
-	mA	V
1	0,15	0,58
2	0,30	1,11
4	0,60	2,08
8	1,20	3,95
16	2,40	7,90

Wartość prądu bazy wyznaczona jest w punkcie 1 i została przemnożona przez współczynnik K_f celem określenia prądu bazy który posłużył do odczytania napięcia przesterowania U_z.

1. Praca tranzystora w układzie przełącznika przy sterowaniu napięciem jednobiegunowym.

Po ustawieniu napięcia przesterowania dla odpowiedniego współczynnika odczytywaliśmy czasy przebiegu wyjściowego tranzystora, czasy te zawarte są w tabeli poniżej.

Tabela pomiarowa nr. 3

KF	UZ	td	tn	tp	to
-	V	ms	ms	ms	ms
1	0,58	0,004	0,082	0,010	0,060
2	1,11	0,002	0,021	0,019	0,059
4	2,08	0,002	0,021	0,020	0,059
8	3,95	0,001	0,011	0,042	0,060
16	7,90	5*10^-5	0,005	0,049	0,059

t_d - czas opóźnienia t_p – czas przeciągania

t_n - czas narastania t_o – czas opadania

Rysunek 1: Wykres dla wspólnych zależności: t_d/t_n/t_p/t_o=f(K) przy pracy napięciem jednobiegunowym.

Na podstawie tabeli na wspólnym wykresie podano zależności : t_d/t_n/t_p/t_o=f(K)

1. Praca przy sterowaniu napięciem jednobiegunowym. Badanie wpływu pojemności c przyśpieszającej na czas przełączania tranzystora.

Na podstawie tabeli na wspólnym wykresie podano zależności : t_d/t_n/t_p/t_o=f(K)

CB	KF	td	tn	tp	to
pf	-	μs	μs	μs	μs
100	1	1,1	22	22	28
	2	2,1	13	6	17
	4	4,3	10	25	7
	8	0,4	2,9	7	1,6
	16	0	1,5	1	1,6
500	1	1,2	17	3	15
	2	1	11	4	9
	4	0,6	7	8	6
	8	0,3	1,5	9	4
	16	0,2	1,5	8	2

Rysunek 1 : Wykres dla wspólnych zależności: t_d/t_n/t_p/t_o=f(K) przy wartości kondensatora Cb=100pF.

Rysunek 2: Wykres dla wspólnych zależności: t_d/t_n/t_p/t_o=f(K) przy wartości kondensatora Cb=500pF.

1. Wyznaczanie wartości prądu wejściowego obwodu sterującego na granicy nasycenia tranzystora.

Wyznaczanie wartości napięć sterujących przy których współczynnik przesterowania osiąga złożone wartości.

KF	IWE	UZ
-	mA	V
1	0,5	11,3
2	2	8,5
4	7,8	0,01
8	8	0
16	9,5	0

Wnioski :

Wartości czasów trwania poszczególnych faz stanów przejściowych w procesie włączania i wyłączani zależą od właściwości dynamicznych tranzystora jak też od sposobu jego sterowania.

Stosując więc pewne modyfikacje układów można uzyskiwać skracanie poszczególnych czasów wiąże się to z użyciem pojemności przyśpieszającej która to polepsza przebiegi wyjściowe tranzystora.

Obecność pojemności w układzie bazy tranzystora powoduje skrócenie czasu opóźnienia oraz narastania i powoduje wydłużenie czasu przeciągania spowodowane to jest tym iż kondensator posiada pewien czas ładowani oraz rozładowywania który wpływa na pracę tranzystora. Wraz ze wzrostem pojemności czas włączania tranzystora ulega proporcjonalnemu skróceniu

Przełączanie tranzystora polega na przejściu chwilowego punktu pracy tranzystora ze stanu zatkania do stanu nasycenia , lub w kierunku odwrotnym wzdłuż linii prostej pracy tranzystora. Zależnie od kierunku, zmiana punktu pracy rozróżnia procesy włączania i wyłączania czyli przejścia z stanu zatkania do stanu nasycenia i odwrotnie.

Włącznie tranzystora polega na ładowaniu pojemności złączowych C_jC i C_jE tak, że napięcie na bazie przechodzi przez stan progowy z pewnym późnieniem, po osiągnięciu maksymalnej wartości tego napięcia prąd kolektora zaczyna gwałtownie narastać co wiąże się z pewnym opóźnieniem w stosunku do momentu skoku napięcia sterującego. Narastanie prądu kolektora ma charter wykładniczy , ze stała czasową określoną przez okres życia nośników