Tranzystor Polarny, elektronika, stodia czyjeś


POLITECHNIKA ŚLĄSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY TECHNOLOGICZNY

AUTOMATYKA I ROBOTYKA

Elektronika i techniki mikroprocesorowe

Laboratorium

Temat: Tranzystor bipolarny.

Paweł Markowski

GRUPA 3 SEM 6

AiR MT

  1. Wstęp teoretyczny, opis charakterystyk tranzystora.

Tranzystor bipolarny jest to trójkońcówkowy element półprzewodnikowy zawierający dwa złącza półprzewodnikowe. Występują dwie wersje tranzystora p-n-p , n-p-n.

Materiałem wyjściowym półprzewodnika jest obecnie krzem domieszkowany np. fosforem lub galem. Aby tranzystor mógł pracować z dwoma zaciskami wejściowymi i dwoma zaciskami wyjściowymi, jedna z jego końcówek musi być wykorzystana dwukrotnie i nazywana jest wspólną. Wynikają stąd trzy możliwe układy pracy tranzystora:

Aby móc przeprowadzić analizę układów zawierających tranzystor, należy znać jego podstawowe parametry, które można wyznaczyć ze znajomości zależności ch-yk między prądami i napięciami poszczególnych elektrod.

Charakterystyka przedstawiona na załączonym rysunku w pierwszej ćwiartce zwana wyjściową podaje zależności między napięciem i prądem elektrod wyjściowych tranzystora w układzie wspólnego emitera. Ch-ują się one przebiegiem prostoliniowym prawie poziomym z wyjątkiem obszaru małych wartości napięcia Uce, gdzie ich przebieg jest prawie pionowy. Obszar poziomego przebiegu ch-yk nazywany jest obszarem aktywnym. W tym obszarze powinien leżeć punkt pracy tranzystora pracującego jako wzmacniacz. Ch-ka wyjściowa dla IB=0 leży nieco powyżej osi Uce, a prąd kolektora Ic nie jest na niej równy zero. Nazywany jest on prądem zerowym kolektora i oznaczony Iceo. Wartość tego prądu dla tranzystorów krzemowych jest bardzo mała i w zależności od typu i przeznaczenia tranzystora może wynosić od kilku nanoamperów do kilku mikroamperów, można zatem przyjąć, że dla Ib=0 tranzystor nie przewodzi prądu ( stan odcięcia ).

W drugiej ćwiartce przedstawiona jest ch-ka przejściowa, czyli zależność prądu kolektora Ic od prądu bazy Ib przy stałym napięciu Uce. Cechuje się ona niemal prostoliniowym przebiegiem, zatem można założyć, że między prądem kolektora i bazy zachodzi proporcjonalność typu Ic=β*Ib. Współczynnik β jest wielkością ch-ną dla danego typu tranzystora i nazywany jest statycznym współczynnikiem wzmocnienia prądowego tranzystora.

W trzeciej ćwiartce przedstawiona jest ch-ka wejściowa, czyli zależność prądu bazy od napięcia baza-emiter przy stałym napięciu kolektora według relacji Ube=f(Ib).

Kształt tej ch-ki jest identyczny z kształtem ch-ki diody krzemowej spolaryzowanej w kierunku przewodzenia gdyż obwód baza-emiter jest złączem półprzewodnikowym typu p-n. Dla tranzystorów krzemowych przebieg tej ch-ki ustala się jako zbliżony do poziomego, zatem w uproszczonych obliczeniach przyjmuje się, że napięcie Ube przy pracy tranzystora w obszarze aktywnym jest stałe i wynosi około 0,6-0,7V.

Czwarta ćwiartka wykresu przedstawia ch-ki napięcia bazy od napięcia kolektora przy stałych wartościach prądu bazy (Ib=const.) ch-ki te ilustrują wewnętrzne napięciowe sprzężenie zwrotne w tranzystorze. W czasie pracy tranzystora w konkretnym układzie wzmacniającym punkt pracy określa nie tylko napięcie zasilania, ale również rezystancję obciążenia w obwodzie kolektora oraz rezystancję polaryzującą bazę. Punkt pracy można wyznaczyć graficznie kreśląc linię prostą pod kątem α takim, że kctgα=Rc ( gdzie k jest współczynnikiem skali ), przecinającą oś Uce w punkcie Uz. Dla danego prądu bazy Ib odpowiadająca mu ch-ka wyjściowa w przecięciu z wykreśloną linią prostą wyznacza punkt pracy A, który przeniesiony do pozostałych ćwiartek ch-ki określa wartości wszystkich prądów i napięć tranzystora.

  1. Tabele pomiarowe, obliczenia.

IB =0,1 mA

Uce

Ic

Ube

Uce[V]

Ic[mA]

Ube[V]

0

0

26

0

0

0,52

4

4

27

0,08

2

0,54

5

10

28

0,1

5

0,56

8

15

29

0,16

7,5

0,58

20

18

29

0,4

9

0,58

43

19

29

0,86

9,5

0,58

 

 

 

 

 

 

19

19

29

3,8

9,5

0,58

53

20

29

10,6

10

0,58

Ib =0,015 mA

Uce 1,2V

Uce

Ic

Ube

Uce[V]

Ic[mA]

Ube[V]

0

0

27

0

0

0,54

3

7

29

0,06

3,5

0,58

6

17

30

0,12

8,5

0,6

9

25

31

0,18

12,5

0,62

34

27

31

0,68

13,5

0,62

 

 

 

 

 

 

23

29

30

4,6

14,5

0,6

51

30

30

10,2

15

0,6

Ib=02.mA

Uce

Ic

Ube

Uce[V]

Ic[mA]

Ube[V]

0

0

29

0

0

0,58

2

4

30

0,04

2

0,6

4

14

31

0,08

7

0,62

6

24

32

0,12

12

0,64

11

35

32

0,22

17,5

0,64

45

37

32

0,9

18,5

0,64

 

 

 

 

 

 

29

38

32

5,8

19

0,64

48

40

31

9,6

20

0,62

Uce 3V

Ic

Ib

Ube

Ic[mA]

Ib[mA]

Ube[V]

0

0

0

0

0

0

0

0

19

0

0

0,38

1

1

23

0,5

0,005

0,46

3

3

25

1,5

0,015

0,5

13

14

28

6,5

0,07

0,56

18

20

29

9

0,1

0,58

25

27

30

12,5

0,135

0,6

40

43

32

20

0,215

0,64

Uce 5V

Ic

Ib

Ube

Ic[mA]

Ib[mA]

Ube[V]

0

0

0

0

0

0

0

0

19

0

0

0,38

10

19

27

5

0,095

0,54

31

33

31

15,5

0,165

0,62

40

42

32

20

0,21

0,64

42

43

32

21

0,215

0,64

Uce 7V

Ic

Ib

Ube

Ic[mA]

Ib[mA]

Ube[V]

0

0

0

0

0

0

0

0

20

0

0

0,4

5

5

26

2,5

0,025

0,52

19

19

28

9,5

0,095

0,56

29

30

30

14,5

0,15

0,6

39

40

31

19,5

0,2

0,62

44

43

32

22

0,215

0,64


Wnioski

Podczas ćwiczenia badaliśmy tranzystor bipolarny. Naszym celem było uzyskanie charakterystyk statycznych dla prądów i napięć stałych. Pomiary przeprowadzaliśmy dla trzech różnych wartości Ib =0,1 mA Ib =0,15 mA , Ib =0,2 mA oraz trzech wartości napięcia Uce =3 V, Uce =5 V , Uce =12 V.

Uzyskane charakterystyki umożliwiły nam wyznaczenie punktu pracy A. Charakterystyki te jak przypuszczaliśmy są nie odbiegają od charakterystyk przedstawionych w skrypcie , z czego wnoszę ,że pomiary i przeliczenie podziałek Na jednostki zostały przeprowadzone w sposób poprawny.



Wyszukiwarka