Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Laboratoria z Elektrotechniki i Elektroniki SPRAWOZDANIE
Ćwiczenie nr 2
Data złożenia sprawozdania: 23.01.2011r.
Rok akademicki 2010/2011

1. Wstęp

Tranzystory najogólniej można podzielić na bipolarne, których działanie opiera się na przepływie zarówno prądu elektronowego jak i dziurowego, oraz tranzystory unipolarne, w których przepływ prądu zachodzi za pośrednictwem nośników tylko jednego znaku.

Jako półprzewodnik podstawowy jest coraz powszechniej stosowany krzem, ze względu na możliwość pracy w szerszym zakresie temperatur niż german oraz możliwości utworzenia na jego powierzchni trwałej masy tlenkowej.

Tranzystor jest zespołem trzech warstw materiału półprzewodnikowego. Zewnętrzne warstwy mogą być typu n lub p. Środkowa warstwa zawsze jest wykonana z materiału przeciwnego typu niż warstwa zewnętrzna.

Tranzystor pracują zasadniczo w trzech układach pracy

a) układ o wspólnej bazie

b) układ o wspólnym emiterze

c) układ o wspólnym kolektorze

Układ ze wspólną bazą ma małe wzmocnienie prądowe. Wzmocnienie napięciowe jest rzędu kilkuset do kilku tysięcy. Układ ten ma małą oporność wejściową, a dużą wyjściową. Jest rzadko stosowanym układem.

Układ ze wspólnym emiterem daje wzmocnienie prądowe równe w przybliżeniu β=α/(1−α) Wzmocnienie napięciowe jest rzędu kilkuset. Układ ten zapewnia największe wzmocnienie mocy.

Układ ze wspólnym kolektorem daje wzmocnienie prądowe o taką samą wartość jak poprzedni. lecz wzmocnienie napięciowe <1

W celu zapoznania właściwej pracy tranzystora, poszczególne złącza muszą być odpowiednio spolaryzowane. Złącze emiter-baza należy spolaryzować w kierunku przewodzenia, złącze baza-kolektor w kierunku zaporowym.

Złącze baza-emiter jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze kolektor-baza w kierunku zaporowym. Dzięki spolaryzowaniu złącza emiter-baza w kierunku przewodzenia płynie przez nie stosunkowo duży prąd. Prąd płynący z emitera do bazy jest przede wszystkim prądem dziurowym. Dziury przechodzące przez złącze baza-emiter przenikają przez materiał bazy w pobliżu drugiego złącza. Ujemny potencjał kolektora przyciąga dziury znajdujące się w pobliżu złącza baza-kolektor. Dziury które przeszły do kolektora są zastępowane nowymi dziurami przechodzącymi przez bazę. Jeżeli baza jest bardzo cięką to tylko nieliczne elektrony mogą rekombinować z dziurami pochodzącymi z emitera, a zatem większość dziur dotrze do kolektora. Podsumowując można stwierdzić, że prąd emitera jest duży. Prąd kolektora jest prawie równy prądowi emitera, a prąd bazy jest różnicą między tymi prądami (jest bardzo mały). Działanie tranzystora n-p.-n jest podobne, należy wziąć tylko pod uwagę odwrotną polaryzację złącz i charakter prądu - elektronowy a nie dziurowy.

1. Schemat połączeń.

Schemat połączeń układu z transformatorem.

1. Przebieg ćwiczenia

Na ćwiczeniu przeprowadziliśmy pomiary prądów dla stałego Ib (200 uA i 1mA).

Otrzymaliśmy następujące wyniki:

Ic[mA]	Ib[uA]	Uce[mV]	Ube[V]
5,58	200	48,9	0,69
15,9	200	100	0,72
24,85	200	150	0,74
33,5	200	200	0,752
34,5	200	250	0,751
36,2	200	300	0,75
37,4	200	350	0,75
40,8	200	400	0,749
50,5	200	1000	0,727
59,1	200	2000	0,685
67,3	200	3000	0,677
72,5	200	4000	0,591
71,9	200	5000	0,524
73,6	200	6000	0,469

Ic[mA]	Ib[uA]	Uce[mV]	Ube[V]
13	1	50	0,67
34,4	1	100	0,735
55,7	1	150	0,766
69,5	1	200	0,787
77,6	1	250	0,797
82,2	1	300	0,799
84,7	1	350	0,793
86,6	1	400	0,793
99,4	1	1000	0,778
114,3	1	2000	0,75
122,3	1	3000	0,664
125,4	1	4000	0,59

1. Wnioski

Przy pomiarze podstawowych parametrów tranzystora widzimy, że prąd kolektora przy stałym prądzie bazy wzrasta wraz ze wzrostem napięcia. Wzrost ten początkowo wzrasta gwałtownie później się ustalając, dalsze zwiększenie napięcia powoduje nieznaczny wzrost prądu. Aby zwiększyć prąd kolektora należy zwiększyć prąd bazy. Natomiast przy stałym napięciu kolektora widzimy że wzrost prądu kolektora jest wprost proporcjonalny do przyrostu prądu. Jednak przy wyższym napięciu przyrost ten jest nieznacznie większy.