LABORATORIUM Z ELEMENTÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

ĆWICZENIE 3

„Charakterystyki statyczne tranzystora bipolarnego”

Grupa laboratoryjna :1

Grupa nr: 1

Krasucki Marcin

Kowalski Kamil

Karluto Mateusz

Data oddania sprawozdania:

16.11.2010

1. Wyznaczanie charakterystyk.

Wyniki pomiarów do wyznaczenia charakterystyki wyjściowej i_c(u_ce).

iB=100µA
uCE[V]
iC[mA]

uCE[V]	7	8	9	10	11	12
iC[mA]	10,18	10,21	10,33	10,37	10,16	10,03

iB=200µA
uCE[V]
iC[mA]

uCE[V]	6,45	7,43	7,77	8,7	9,01	9,85
iC[mA]	24	25,3	25,6	25,8	26,1	26,5

iB=300µA
uCE[V]
iC[mA]

uCE[V]	1,9	2,86	4,5	5,8	7,6	10,77
iC[mA]	33,2	34	37,7	26	23,9	24,2

Wyniki pomiarów do wyznaczenia charakterystyk:

• wejściowej i_B(u_BE)

• przejściowej prądowej i_C(i_B)

• przejściowej prądowo – napięciowej i_C(u_BE)

			3[V]
iB[uA]	1	3	4	13	36	115	375
uBE[V]	0,53	0,58	0,59	0,63	0,66	0,7	0,72

			10[V]
iB[uA]	1	2,2	3,4	12,5	29,5	50	300
uBE[V]	0,52	0,55	0,56	0,6	0,65	0,66	0,67

					3[V]
iB[uA]	1	3	4	6	8	10	12	20	25	46	56
iC[mA]	0,025	0,138	0,2	0,33	0,48	0,65	0,8	1,46	1,9	4	5

					10[V]
iB[uA]	1	2	3	5	8	10,5	16	25	30	35	40
iC[mA]	0,035	0,084	0,138	0,27	0,49	0,66	1,14	2	2,45	3,03	53,5
iB[uA]	47	69	80	92	106	165	332
iC[mA]	4,25	6,63	7,48	8,30	11,5	14,4	32,7

Wyniki pomiarów do wyznaczenia charakterystyki wyjściowej i_E(u_EC) w połączeniu inwersyjnym.

					IB=100µA
iE[mA]	0,72	3,32	4,76	5,21	5,07	5,61	14,03	37,1	54	71
uEC[V]	0,8	1	1,43	2,06	1,8	5,41	5,72	5,83	5,9	6

						IB=300µA
iE[mA]	1,01	1,5	2,7	3,1	4,65	5,60	6	14	20	38	55	74
uEC[V]	0,02	0,03	0,26	2,81	4,62	54,9	4,97	5,49	5,62	5,8	5,92	6,04

1. Wyznaczanie wartości napięcia Early’ego U_E w zakresie aktywnym, przy polaryzacji normalnej i inwersyjnej.

Z równania prostej dla i_B=300µA

u_CE=3,9[V]

i_C=33,9[mA]≈34[mA]

u_CE=1,11[V]≈1,1[V]

i_C=32,1[mA]≈32[mA]

3,9[V]-1,1[V]=2,8[V]

34[mA]-32[mA]=2[mA]

(2[mA]/2,8[V])*X+31,5[mA]=0

0,7[mS]*X=-31,5[mA]

X=(-31,5[mA])/(0,7[mS])

X=-45[V]

X=U_E

U_E=-45[V]

1. Wyznaczanie dla wybranej wartości u_CE zależności współczynnika β od prądu kolektora oraz wykreślenie zależności β(i_C) w skali logarytmiczno-liniowej:

$$\mathbf{\beta =}\frac{\mathbf{i}_{\mathbf{C}}}{\mathbf{i}_{\mathbf{B}}}\mathbf{\ }\mathbf{}_{\mathbf{u}_{\mathbf{\text{CB}}}\mathbf{= 0}}$$

UCE=3V
β
iC[mA]

1. Wyznaczanie wartości elementów macierzy [h]_e oraz transkonduktancji g_m w dowolnie wybranym punkcie pracy, leżącym w zakresie aktywnym normalnym:

i_C=12,57[mA]

i_B=124,8[µA]

u_CE=3[V]

u_BE=0,7 [V]

h_11e = ∆u_BE/∆i_B

∆u_BE = 0,702[V ] - 0,695[V] = 0,007[V]

∆i_B = 140,2[µA] - 101[µA] ≈ 40[µA]

h_11e = 0,007[V] / 39,8[µA] =175[Ω]

h_12e = ∆u_BE/∆u_CE

∆u_BE = 0,702[V ] - 0,695[V] = 0,007[V]

∆u_CE = 10 [V] - 3 [V] = 7 [V]

h_12e = 0,007 [V] / 7 [V] = 0,001

h_21e = ∆i_C/∆i_B

∆i_C = 14,5 [mA] - 9,8 [mA] = 4,7 [mA]

∆i_B = 140,2[µA] - 101[µA] ≈ 40[µA]

h_21e = 4,7 [mA] / 40[µA] = 117,5

h_22e = ∆i_C/∆u_CE

∆i_C = 14,5 [mA] - 9,8 [mA] = 4,7 [mA]

∆u_CE = 10 [V] - 3 [V] = 7 [V]

h_22e = 4,7[m A] / 7[V] ≈ 0,0007 [S]

s

∆i_C = 14,5 [mA] - 9,8 [mA] = 4,7 [mA]

∆u_BE = 0,702[V ] - 0,695[V] = 0,007[V]

g_m = 4,7[m A] / 7[mV] = 0,67 [S]

1. Wyznaczenie wartości współczynnika β_I metodą przyrostów w połączeniu inwersyjnym przy U_EC = 3V.

i_E=0,89mA

i_B=100µA

β_I = 8,9[-]

1. Wnioski.

Charakterystyki wyjściowe wyglądają tak jak się spodziewaliśmy. Nie zaobserwowaliśmy odstępstw od teorii.

Na podstawie charakterystyki wejściowej i_B(u_BE) można stwierdzić, że dla większych wartości napięcia u_CE prąd bazy narasta szybciej.

Dla połączenia inwersyjnego można zaobserwować nagły wzrost prądu emitera dla napięcia u_CE powyżej 5V. Można również zaobserwować wpływ prądu bazy na wartość prądu emitera.

Współczynnik wzmocnienia β nie jest stały. Dla wyższych prądów współczynnik ten jest większy.

W połączeniu inwersyjnym współczynnik β_I jest znacznie mniejszy od β w zakresie aktywnym normalnym. Wynika to z konfiguracji układu – WE.

					10[V]
iC[mA]	25,8	20	16	13	10	9	7	3	2	1
uBE[V]	0,4	0,46	0,57	0,6	0,62	0,63	0,64	0,646	0,656	0,67