5.12.2001

Tomasz Mroziński

Fizyka II bis

Środa 15³⁰ - 18³⁰

Ćwiczenie Nr. 29

Temat:

Charakterystyka przejściowa tranzystora

Przebieg pomiarów

Wyznaczenie charakterystyki przełączania tranzystora.

W tym celu zmontowano układ pomiarowy zgodnie ze schematem poniżej:

Następnie zdjęto zależność U_UC = f(U_BE), wyniki pomiarów zostały umieszczone w tabeli 1.

Tabela 1
Charakterystyka przełączenia tranzystora.
R[MΩ]	UC[V]	UB[V]
0	0	0,68
0,05	0,01	0,67
0,15	0,02	0,67
0,16	0,06	0,66
0,17	0,12	0,67
0,18	0,18	0,66
0,19	0,23	0,66
0,20	0,28	0,66
0,22	0,37	0,66
0,24	0,45	0,65
0,26	0,52	0,65
0,28	0,58	0,64
0,30	0,63	0,64
0,35	0,75	0,64
0,40	0,84	0,64
0,45	0,91	0,63
0,50	0,97	0,63
0,55	1,02	0,62
0,60	1,06	0,62
0,65	1,10	0,62
0,70	1,13	0,62
0,75	1,16	0,61
0,80	1,18	0,61
0,85	1,20	0,61
0,90	1,22	0,61
1	1,25	0,61
1,5	1,37	0,60
2	1,42	0,59
2,5	1,44	0,58
3	1,46	0,58
3,5	1,48	0,57
4	1,49	0,57
4,5	1,50	0,57
5	1,50	0,57
6	1,51	0,56
6,5	1,52	0,56
7	1,52	0,56
7,5	1,52	0,55

(wykres załączony na końcu)

Badanie przełączania tranzystora impulsem prostokątnym.

Układ pomiarowy zmontowano według schematu 2:

1. Przebieg napięcia generatora i napięcia tranzystora na bazie:

2. Przebieg napięcia generatora i napięcia tranzystora na kolektorze:

3. Przebieg napięć na bazie i kolektorze tranzystora:

Wnioski:

Obserwując zachowanie krzywej na wykresie 1 widzimy, że przy wzroście napięcia bazy napięcie kolektora maleje liniowo. Tranzystor zaczyna przełączać dopiero dla napięć rzędu 0,6 V w granicy obliczonego powyżej błędu. Aby zrozumieć dlaczego w otrzymanych przebiegach czas opóźnienia włączania i wyłączania niezbędne jest zrozumienie wewnętrznej budowy tranzystora i ograniczeń jakie się z tym wiążą. Opóźnienie to wynika z szybkości dyfuzji nośników w bazie - jest to bezpośrednią przyczyną opóźnienia fazowego jakie obserwujemy. Opóźnienia to jest bardziej widoczne w tranzystorach typu n-p-n (kiedyś stosowanych), od czasu gdy firma Sony wprowadziła na rynek tranzystory typu p-n-p zwiększyło to znacznie możliwości przenoszenia częstotliwości przez tranzystor, przez co przesunięcie fazowe się zmniejszyło. W tranzystorach typu p-n-p szybkość dyfuzji nośników jest znacznie większa niż w n-p-n. W tranzystorach pasmo przenoszenia przesunęło się w stronę górnych częstotliwości. Można jeszcze inaczej popatrzeć na to zagadnienie, a mianowicie można traktować układ jako filtr RC, czyli układ o określonej pojemności - czyli taki układ jest filtrem dolnoprzepustowym. Zwiększając ruchliwość nośników w tranzystorze zmniejszamy pojemność E-B(emiter - baza) i B-C(baza - colector), przez co zmniejsz się stała czasowa

i filtr przepuszcza również wyższe częstotliwości, czyli zwiększ się pasmo przenoszenia takiego układu.

---