7. TRANZYSTOR JEDNOZŁĄCZOWY
7.1. Budowa i charakterystyki u=u(i)
Tranzystor jednozłączowy - a właściwie: dioda złączowa z podwójną bazą - jest najprostszym, sterowalnym przyrządem półprzewodnikowym. To jedno złącze, niesymetrycznie umieszczone w elemencie, jest reprezentowane przez diodę na schemacie zastępczym tranzystora - rys.7.1. Rezystancja między elektrodami obu baz jest równa sumie rezystancji pomiędzy emiterem a każdą z baz
rBB=rB1+rB2 (7.1)
Gdy IE=0, to ta rezystancja, określana między- bazową, wynosi od 5 do 9 k. Podczas pracy tranzystora złącze emiterowe polaryzowane jest w kierunku przewodzenia, natomiast obie bazy tworzą dzielnik napięciowy z nieoznaczonym węzłem wewnętrznym (rys.7.2). Wartość rB1 zależy od prądu emitera (ilości wstrzykiwanych dziur do obszaru wewnętrznego) i maleje ze wzrostem tego prądu. Jednakże prąd ten pojawi się dopiero po przekroczeniu potencjału dyfu-zyjnego złącza ψ0 przez zewnętrzne napięcie na elektrodzie emitera UEB1. Spadek napięcia na rezystancji rB1 wynosi
(7.2)
W ten sposób definiujemy wewnętrzny współczynnik blokowania tranzystora
(7.3)
określany dla granicznego prądu IB=0. Wewnętrzne napięcie na rB1 wynosi zatem
(7.4)
Jak długo napięcie na emiterze uEB1 jest mniejsze niż suma napięć 
prąd emitera praktycznie nie płynie. Przy napięciu szczytowym na emiterze
(7.5)
złącze p-n zostaje spolaryzowane przepustowo i następuje szybki przyrost prądu emiterowego - rys.7.3.
Na emiterowej charakterystyce prądowo-napięciowej tranzystora jednozłączowego w kształcie litery S widzimy trzy zakresy prądowe: odcięcia, ujemnej rezystancji i nasycenia napięciowego. Zakresy te rozgranicza prąd szczytowy IP i prąd doliny IV. Prąd IR jest prądem odcięcia złącza. Te niezwykłe tranzystory znajdują zastosowanie w konstrukcji oscylatorów relaksacyjnych o małych częstotliwościach drgań, bo już od 1 Hz do kilkuset Hz.
7.2. Przebieg ćwiczenia
7.2.1.Wyznaczenie charakterystyki emiterowej iE=iE(uE)
Charakterystykę iE=iE(uE) wyznaczamy z punktów pomiarowych zebranych w układzie sporządzonym na module TM1 według rys.7.4. Napięcie mierzymy w obwodzie E-B1 regulując napięciem zasilacza wewnętrznego w module. Pomiary dokonujemy dla kilku wartości UBB zmieniając napięcie potencjometrem P1.
Podczas zdejmowania pomiarów zauważyć i zarejestrować w miarę dokładnie na charakterystyce punkty szczytu i doliny. Wartość UV rejestrujemy tuż po gwałtownym spadku prądu emitera w nieuchwytnym zakresie rezystancji ujemnej.
Aby przeprowadzić pomiary w zakresie rezystancji ujemnej należy zbudować układ na bazie modułu TM1/6 (ze źródłem prądowym) według rys.7.5.
Rys.7.5. Układ do pomiaru prądu w zakresie rezystancji ujemnej
Dla kilku wartości prądu, który obliczamy z zależności
(7.6)
odczytujemy na woltomierzu V1 napięcie uEB1. Na podstawie pomiarów można wyliczyć rezystancję dynamiczną
(7.7)
7.2.2. Generator relaksacyjny na tranzystorze jednozłączowym
Prosty generator relaksacyjny montujemy na module pomiarowym TM1 według rys.7.6. Generator działa w ten sposób, że kondensator C1 ładowany jest przez R1, aż do osiągnięcia maksymalnego napięcia UB0, przy którym włącza się tranzystor przechodząc w stan przewodzenia i rozładowuje kondensator przez rB1 i R2. Gdy napięcie na emiterze osiągnie określoną wartość UEB1, to emiter przestaje przewodzić, a tranzystor wraca do stanu blokowania - i cykl się powtarza. Okres relaksacji generatora wynosi
(7.8)
Dla typowej wartości η=0.63 powyższą zależność można uprościć do postaci
T=R1C1 (7.9)
Przebiegi napięć na kondensatorze C1 oraz na rezystorze R2 należy przerysować z ekranu oscyloskopu oraz obliczyć ich okres i porównać z wartością obliczoną według (7.9). Na podstawie przebiegu napięcia na kondensatorze wyznaczamy wartości UB0 oraz UV.
7.3. Badania unipolarnego tranzystora programowanego PUT
Kwazistacjonarną charakterystykę iA=iA(uAK) wyznaczamy z punktów pomiarowych zebranych w układzie sporządzonym na module TM1/7 według rys.7.7. Pomiary dokonujemy dla kilku wartości UGK zmieniając napięcie potencjometrem wewnętrznym modułu M1/7..
49
Wyszukiwarka