II EE-DI 2012 26.04. 2012 Rzeszów

LABORATORIUM - ELEKTRONIKA

NUMER ĆWICZENIA: 4

TEMAT ĆWICZENIA:

Tranzystor bipolarny

Damian Kielar

L2

Schemat badanego układu dla tranzystora bipolarnego BC 107c

Wykorzystane zostały 2 zasilacze ponieważ potrzebne jest napięcie Ube, oraz Uce.

Dodatkowo wykorzystane były 4 mierniki. 2 miliamperomierze elektroniczne, oraz 2 multimetry uniwersalne.

W ćwiczeniu wykonaliśmy pomiary charakterystyk wejściowej, przejściowej, wyjściowej i zwrotnej.

Wszystkie pomiary wykonywane są w układzie pary wzmacniacza WE.

Charakterystyki statyczne tranzystora w układzie WE

Tranzystor npn BC 107c

Parametry BC 107

U_CE = 45V

β = 220

U_EB = 5V

I_C = 100mA

I_B = 20mA

P = 300mW

Tranzystor BC 107 jest tranzystorem krzemowym

epiplanarnym małej mocy małej częstotliwości.

Jest przeznaczony do stosowania w układach stopni wejściowych i sterujących małej częstotliwości.

Tranzystor znajduje się w metalowej obudowie gdzie kolektor jest połączony elektrycznie z obudową.

Pomiar charakterystyki wejściowej U_BE=f(I_B), U_CE−const

Tabela pomiarowa:

UCE = 6V	UCE = 8V
IB[mA]	UBE[V]
0	0,44
0,0002	0,55
0,0006	0,58
0,001	0,6
0,002	0,62
0,05	0,63
0,07	0,64
0,08	0,65
0,1	0,65

Pomiar charakterystyki przejściowej I_C=f(I_B), U_CE−const

Tabela pomiarowa:

UCE = 6V	UCE = 8V
IB[mA]	IC[mA]
0,1	50
0,2	55,7
0,3	62,6
0,4	66,9
0,5	70
0,6	73
0,7	79
0,8	85
0,9	95
1	99

Pomiar charakterystyki wyjściowej I_C=f(U_CE), I_B−const

Tabela pomiarowa:

IB = 100uA	IB = 50uA
UCE[V]	IC[mA]
1	13,8
1,5	15,4
2	17,8
2,5	20,3
3	22,4
3,5	25,5
4	31,1
4,5	36,8
5	41

Pomiar charakterystyki zwrotnej U_BE=f(U_CE), I_B−const

Tabela pomiarowa:

IB = 100uA	IB = 50uA
UCE[V]	UBE[V]
1	0,788
2	0,775
3	0,753
4	0,723
5	0,69
6	0,65
7	0,64

Wykresy charakterystyki wejściowej U_BE=f(I_B), U_CE−const

Wykres charakterystyki przejściowej I_C=f(I_B), U_CE−const

Wykres charakterystyki wyjściowej I_C=f(U_CE), I_B−const

Wykres charakterystyki zwrotnej U_BE=f(U_CE), I_B−const

Porównanie idealnych wykresów z tymi zmierzonymi

Wnioski

Celem ćwiczenia było wyznaczenie podstawowych charakterystyk tranzystora bipolarnego – wejściowej, przejściowej, wyjściowej i zwrotnej. Charakterystyki wejściowe przedstawiają zależność Ube = f (Ib) przy Uce = const. Ponieważ złącze baza-emiter jest diodą, więc charakterystyka wejściowa jest praktycznie identyczna z charakterystyką diody. Zależność od napięcia kolektor-emiter jest niewielka. Na charakterystyce wejściowej można wyróżnić napięcie progowe (włączenia) U_T0 , poniżej którego prąd bazy jest bardzo mały. Wartość U_T0 dla tranzystorów krzemowych wynosi około 0,5-0,8 V. W naszym przypadku jest to wartość około 0,6 V. Można powiedzieć (z dobrym przybliżeniem), że prąd kolektora jest proporcjonalny do prądu bazy I_C=βI_B

Charakterystyka wyjściowa tranzystora przedstawia zależność prądu kolektora I_C od napięcia kolektor-emiter U_CE przy doprowadzonym napięciu wejściowym baza-emiter U_BE. Z charakterystyki tej można stwierdzić, że:

• powyżej pewnego napięcia prąd kolektora prawie nie zależy od napięcia U_CE. W naszym przypadku w rzeczywistych warunkach widać zmianę prądu kolektora.

• do wywołania dużej zmiany prądu kolektora ΔI_C wystarczy mała zmiana napięcia baza-emiter ΔU_BE.

Zależność prądu kolektora od napięcia wejściowego jest lepiej widoczna na charakterystyce przejściowej. Prąd kolektora I_C jest tu funkcją napięcia baza-emiter U_BE. Charakterystyka ta, tak jak i charakterystyka diody ma charakter wykładniczy. Patrząc na charakterystykę można zauważyć, że nachylenie charakterystyki przy większych prądach kolektora rośnie.

Tranzystor pracujący w układzie OE jest najczęściej używany w układach elektronicznych ponieważ charakteryzuje się:

- dużym wzmocnieniem prądowym
- dużym wzmocnieniem napięciowym
- dużym wzmocnieniem mocy

    Napięcie wejściowe w OE jest odwrócone w fazie o 180 st. W stosunku do napięcia wejściowego. Rezystancja wejściowa jest rzędu kilkuset Ω, a wyjściowa wynosi kilkadziesiąt k Ω.