Laboratorium Podstaw Elektroniki Wydział Elektrotechniki Automatyki i Informatyki Politechnika Świętokrzyska
Studia: Stacjonarne I stopnia
Data wykonania: 4.11.2014
Ocena
Numer ćwiczenia:
4

Spis treści:

1. Opis ćwiczenia.

2. Schematy układów pomiarowych.

3. Tabele pomiarowe z wynikami.

4. Obliczenia

5. Wnioski.

2. Schematy układów pomiarowych.

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

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

4. Obliczenia:

Wyznaczanie parametrów tranzystora bipolarnego w układzie WE:

$$h_{11e} = \left. \ \frac{\left| U_{BE2} - U_{BE1} \right|}{\left| I_{B2} - I_{B1} \right|} \right|_{U_{\text{CE}} = const} = \left. \ \frac{\left| 0,645V - 0,657V \right|}{\left| 6\mu A - 10\text{μA} \right|} \right|_{1V} = 3k\Omega$$

$$h_{21e} = \left. \ \frac{\left| I_{C2} - I_{C1} \right|}{\left| I_{B2} - I_{B1} \right|} \right|_{U_{\text{CE}} = const} = \left. \ \frac{\left| 1,27mA - 2,16\text{mA} \right|}{\left| 6\mu A - 10\text{μA} \right|} \right|_{1V} = 222,5\frac{A}{A}$$

$$h_{12e} = \left. \ \frac{\left| U_{BE4} - U_{BE3} \right|}{\left| U_{CE4} - U_{CE3} \right|} \right|_{I_{B} = const} = \left. \ \frac{\left| 0,652V - 0,653V \right|}{\left| 4V - 2V \right|} \right|_{4\mu A} = 5*10^{- 4}\frac{V}{V}$$

$$h_{22e} = \left. \ \frac{\left| I_{C4} - I_{C3} \right|}{\left| U_{CE4} - U_{CE3} \right|} \right|_{I_{B} = const} = \left. \ \frac{\left| 1,76mA - 1,74\text{mA} \right|}{\left| 4V - 2V \right|} \right|_{4\mu A} = 10\text{μS}$$

Obliczanie WB:

$$h_{11b} = \frac{h_{11e}}{1 + h_{21e}} = \frac{3k\Omega}{222,5 + 1} = 13,42\Omega$$

$$h_{21b} = \frac{h_{21e}}{1 + h_{21e}} = \frac{222,5}{222,5 + 1} = 0.995\frac{A}{A}$$

$$h_{12b} = \frac{h_{11e}{*h}_{22e}}{1 + h_{21e}} - h_{12e} = \frac{3k\Omega*10\text{μS}}{222,5 + 1} - 0,0005 = - 12,9{*10}^{- 3}\frac{V}{V}$$

$$h_{22b} = \frac{h_{22e}}{1 + h_{21e}} = \frac{10\text{μS}}{222,5 + 1} = 44,7\text{nS}$$

Obliczenia WC:

h_11c = h_11e = 3kΩ

$$h_{12c} = 1 - h_{12e} = 1 - 0,0005 = 0.9995\frac{V}{V}$$

$$h_{21c} = - \left( 1 + h_{21e} \right) = - \left( 1 + 222,5 \right) = - 223,5\frac{A}{A}$$

h_22c = h_22e = 10μS

4. Wnioski:

Z zasady działania tranzystora wynikają trzy podstawowe możliwości jego sterowania: prąd kolektora może być zmieniany przez zmianę prądu emitera, prądu bazy lub napięcia między bazą a emiterem. Prąd kolektora jest funkcją: I_C=f(I_B, U_CE). Przy I_B= const. otrzymujemy charakterystyki tranzystora. Wynika z nich, że tranzystor jest elementem nieliniowym, lecz najpierw szybko narasta ze wzrostem napięcia, a potem powoli dąży do pewnej wartości, zależnej od I_B. Wynika z tego, że zmieniając wartość prądu I_B uzyskujemy zmianę prądu I_C w dużo większych zakresach. O stosunku przyrostu tych dwóch prądów, czyli wzmocnieniu informuje nas parametr h­_21e. Na podstawie charakterystyki wejściowej Ib=f(Ube) widzimy, że stopniowo zwiększając napięcie U_BE, prąd I_B początkowo jest zerowy a następnie zaczyna narastać przy określonej wartości U_BE. Widoczne na charakterystyce I_C=f(I_B, U_CE) wykresy od wartości Ib=10μA do 20 μA spowodowane mogły być zbyt niedokładną regulacja Uce, ponieważ posiadany zasilacz nie miał płynnej regulacji w zakresie od 0,1V do 0,8V.