Tranzystory są to trójkońcówkowe przyrządy półprzewodnikowe służące do wzmacniania sygnałów prądu stałego i zmiennego , przy czym przez wzmacnianie należy rozumieć proces sterowania przepływem mocy większej mocą mniejszą. Jest to dwuzłączowa i trówarstwowa struktura półprzewodnikowa mająca trzy końcówki : emiter - E , bazę - B i kolektor - C.
Tranzystory bipolarne są najczęściej wykonywane z krzemu. Ze względu na kolejność ułożenia warstw półprzewodnika rozróżniamy : tranzystory n-p-n oraz tranzystory p-n-p.
Zasada działania tranzystora bipolarnego :
Złącze emiterowe (EB) spolaryzowane przewodząco wstrzykuje nośniki większościowe do obszaru bazy. W obszarze bazy pewna ilość wstrzykniętych nośników rekombinuje z nośnikami większościowymi tego obszaru (niewielka ilość bo baza jest wąska i słabiej domieszkowana) , tworząc w końcówce bazy przepływ prądu bazy Ib. Zdecydowana większość dociera do warstwy zaporowej złącza kolektorowego (CB) i jest unoszona przez pole tej warstwy tworząc w końcówce kolektora przepływ prądu kolektora Ic.
Zmieniając prąd wejściowy (Ie) możemy sterować prądem wyjściowym (Ic) i dlatego mówi się , że tranzystor bipolarny stanowi żródło prądowe sterowane prądem.
Algorytm w jaki sposób rozpoznajemy nieznany tranzystor.
Pierwsze przykładam minus miernika do jednej z nóżek i jeżeli przykładając zacisk plusowy do dwóch pozostałych nóżek ustala się na mierniku taki sam wynik okazuje się, że nóżka z minusem to baza naszego tranzystora. Z tego można więc wnioskować, że jest to tranzystor PNP, skoro zaś wynik na mierniku jest w zakresie 0,2- 0,3 tak jest to tranzystor wykonany z germanu. Kolejną czynnością jest ustalenie, która z pozostałych dwóch nóżek jest kolektorem a która emiterem, w tym celu wykorzystujemy funkcje miernika, którą jest pomiar parametru h21 zwany inaczej betą. W momencie kiedy wynik pomiaru jest większy to szukane nóżki znajdują się w odpowiednich zaciskach.
B E
C
Wyniki pomiarów bety dla tranzystora PNP ( germanowego)
Lp. |
Temperatura w stopniach Celsjusza |
Prąd w [mA] |
Beta |
1. |
pokojowa |
- |
125 |
2. |
30 |
20 |
143 |
3. |
40 |
40 |
186 |
4. |
50 |
60 |
252 |
5. |
60 |
90 |
462 |
Wyniki pomiarów bety dla tranzystora NPN ( krzemowego)
Lp. |
Temperatura w stopniach Celsjusza |
Prąd w [mA] |
Beta |
1. |
pokojowa |
- |
253 |
2. |
30 |
20 |
258 |
3. |
40 |
40 |
270 |
4. |
50 |
60 |
282 |
5. |
60 |
90 |
298 |
6. |
70 |
110 |
306 |
7. |
76 |
130 |
315 |
Wnioski:
W ćwiczeniu tym poznawaliśmy w jaki sposób rozpoznać nieznany tranzystor oraz wykonywaliśmy pomiar wzmocnienia prądowego dla różnych temperatur zaczynając od temperatury pokojowej poprzez 30, 40, 50, 60 dla tranzystora wykonanego z germanu i 70, 76 dla tranzystora wykonanego z krzemu. Z wykonanych pomiarów oraz z charakterystyk można zaobserwować, iż wraz ze wzrostem temperatury rośnie beta czyli wzmocnienie prądowe.
Spis przyrządów:
Model do badania tranzystorów bipolarnych.
Miernik analogowy LM-3
Dwa mierniki cyfrowe YF-3503