Imię: Wojciech Nazwisko: Birunt Kierunek: Fizyka z inf. II Rok: 2000/2001 Semestr: IV Grupa Laboratoryjna: XI		Wyższa Szkoła Pedagogiczna I Pracownia Fizyczna
				Wykonano		Oddano
				Data	Podpis	Data	Podpis
				2001-05-08		2001-05-15
Nr ćwiczenia: 83b	Temat: Tranzystor - zasada działania, pomiar charakterystyk statycznych i parametrów.

I Część Teoretyczna

Tranzystor stanowi płytka półprzewodnikowa, zawierająca trzy obszary o różnym typie przewodnictwa: n - p - n (lub p - n - p),zwane odpowiednio emiterem E, bazą B i kolektorem K. Między tymi obszarami utworzone są dwa łącza, z których jedno (n - p) zwane emiterowym tworzy warstwę przewodzącą , a więc ma bardzo mały opór, drugie zaś (p - n) zwane kolektorowym, stanowi warstwę zaporową o bardzo dużym oporze.

Złącze emiterowe n - p Złącze kolektorowe p - n

I_B I_K

U_KB

- + - +

Jeśli do bazy i kolektora zostanie przyłożone napięcie (w kierunku zaporowym), to przez złącze kolektorowe popłynie prąd I_K o bardzo małym natężeniu. Jeśli zaś przyłożone zostanie również napięcie do emitera i bazy (w kierunku przewodzenia to elektrony popłyną przez złącze emiterowe do bazy, przy czym wskutek wytworzonej różnicy gęstości elektronów w tym obszarze nastąpi ich dyfuzja w kierunku złącza kolektorowego. Liczba elektronów, które dotrą do tego złącza, jest zależna od grubości bazy B, która nie powinna przekroczyć 2 ÷3μm, w przeciwnym bowiem wypadku wystąpi w jej obszarze niekorzystne zjawisko rekombinacji elektronów z dziurami.

Elektrony, które dochodzą do kolektora, przepływają przez złącze kolektorowe i powiększają prąd kolektorowy I_K o wartość niemal, że równą prądowi emiterowemu I_E. W ten sposób zmieniając odpowiednio wartość napięcia przyłożonego do emitera i bazy (a więc wartość I_E) można odpowiednio sterować przepływem prądu kolektorowego I_K. Tranzystor ma więc własności wzmacniania prądu. W układzie wzmacniającym baza B tranzystora spełnia rolę analogiczną do roli siatki w triodzie, emiter E , który ma potencjał ujemny spełnia rolę katody, gdyż emituje nośnik prądu, zaś kolektor K - rolę anody zbierającej nośnik prądu z bazy.

Tranzystor pracuje przy zaporowej polaryzacji emitera w kierunku przewodzenia w stosunku do bazy, ale przy zaporowej polaryzacji kolektora. Bateria U_EB daje polaryzację emitera w kierunku przewodzenia, natomiast bateria U_KE zapewnia polaryzację zaporową dla kolektora. Zazwyczaj napięcie zasilania kolektora jest większe niż napięcie zasilania emitera. Napięcie w kierunku przewodzenia obniża różnicę poziomów energetycznych złącza p - n, natomiast napięcie zaporowe podwyższa różnicę poziomów energetycznych (podwyższa baterię). W tym przypadku napięcie polaryzacji w kierunku przewodzenia powoduje w tranzystorze n - p - n wprowadzenie elektronów z emitera do bazy - zmniejszając liczbę dziur w obszarze bazy. Napięcie zaporowe na złączu baza-kolektor powoduje usunięcie elektronów z bazy a więc powstawanie dodatkowych dziur. Jeśli dziury złącza emitera-baza zostaną zapełnione przez wprowadzone elektrony, to dziury przedyfindują tu ze złącza kolektor-baza, dając do utrzymania jednakowej gęstości dziur w całym materiale bazy. Jeśli więc gęstość dziur w materiale typu p ulegnie zmianie to wywoła powstawanie nowych dodatkowych dziur w materiale typu p przy złączu baza-kolektor. Okazuje się więc, że prąd kolektora wywołany jest dyfuzją dziur lub prądem dziurowym w bazie. Jeśli zaś w bazie nie będzie prądu dziurowego ani dyfuzji dziur, to nie będzie również prądu w obwodzie kolektora. Wykazano powyżej, że prąd dziurawy w bazie wywołany jest przez prąd emitera spolaryzowanego w kierunku przewodzenia. Dyfuzja dziur w kierunku bazy występuje jedynie dzięki wprowadzeniu elektronów przez prąd emitera. Prąd kolektora pojawia się tylko wtedy, gdy będzie płynął prąd emitera, przy czym nie może on nigdy być większy niż prąd emitera.

II Tabela Pomiarów

---