POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI		Ćwicz. nr 2
TEMAT: BADANIE WŁAŚCIWOŚCI IMPULSOWYCH TRANZYSTORA		DATA: 1997.02.21
WYKONAŁ: Bober Dariusz	GRUPA: ED 4.1	OCENA:

Cel ćwiczenia.

W ćwiczeniu mamy zapoznać się z charakterem pracy tranzystora zastosowanego jako przełącznik. Mamy określić punktypracy tranzystora, odpowiadające granicy stanu zatkania i granicy stanu nasycenia. Badamy pracę tranzystora w układzie przełączającym, oraz wpływ stosowanych w praktyce układów, które mają na celu korekcję przebiegu wyjściowego.

Wykonanie ćwiczenia.

1. Wyznaczanie wartości prądu bazy na granicy nasycenia.

Po połączeniu układu jak na rys.1, przystąpiliśmy do pomiaru.

Rys.1 Układ pomiarowy do wyznaczania prądu bazy w funkcji współczynnika przesterowania.

dla napięcia, w zasilaczu Z₁, U= 0V odczytaliśmy z oscyloskopu O napięcie kolektor-emiter:

1. U_CEodc=11,10 V

-1. zmieniliśmy wartość napięcia zasilacza tak, aby U_CE=0,5V, następnie odczytaliśmy wartość prądu bazy:

I_bmin=118*10^-3A

2.Wyznaczanie wartości napięć sterujących przy których współczynnik przesterowania osiąga założona wartości.

Korzystamy z układu pomiarowego jak w punkcie pierwszym. Regulując napięcie zasilacza dążyliśmy do takich wartości napięć przy których współczynnik przesterowania przyjmował podane w tabeli nr1 wartości:

Tabela nr1.

KF	IB	UZ
-	mA	V
1	118	0,50
2	236	0,88
4	572	1,91
8	1144	3,76
16	2288	7,20

3. Praca tranzystora w układzie przełącznika

Praca przy sterowaniu napięciem jednobiegunowym.

Po połączeniu układu jak na rys.2, przystąpiliśmy do pomiaru:

Rys.2 Układ pomiarowy do wyznaczania czasów charakteryzujący pracę dynamiczną tranzystora.

posługując się danymi z tabeli nr1 regulowaliśmy amplitudę napięcia z generatora impulsowego tak, aby uzyskać kolejno wartości współczynnika przesterowania podane w tabeli nr1. Dla każdej z tych wartości odczytaliśmy:

- czas opóźnienia t_d,

- czas narastania t_n,

- czas przeciągania t_p,

- czas opadania t_o,

wyniki zawiera tabela nr2:

Tabela nr2:

KF	UZ	td	tn	tp	to
-	V	ns	ns	ns	ns
1	0,50	0	16*10^4	0	12*10^4
2	0,88	0	4,2*10^4	1,2*10^4	9,2*10^4
4	1,91	0	1,6*10^4	3*10^4	9,6*10^4
8	3,76	0	0,08*10^4	4,4*10^4	10*10^4
16	7,20	0	0,04*10^4	6*10^4	10,4*10^4

na podstawie tabeli nr2 wykreśliliśmy zależności czasów jako f(K), wykres przedstawiony jest na rys.6.

3.2. Praca przy sterowaniu napięciem jednobiegunowym. Badanie wpływu pojemności przyśpieszającej na czasy przełączania tranzystora.

Po połączeniu układu przedstawionego na rys.3 przystąpiliśmy do przeprowadzenia pomiarów:

Rys.3 Układ pomiarowy do określania wpływu pojemności przyśpieszającej na czasy przełączania tranzystora.

dla pojemności kondensatora C_B=100pF, zachowując warunki jak w punkcie 3.1 zmierzyliśmy:

- czas opóźnienia t_d,

- czas narastania t_n,

- czas przeciągania t_p,

- czas opadania t_o,

b) te same pomiary przeprowadziliśmy dla pojemności kondensatora C_B=500pF

Wyniki pomiarów zawarte są w tabeli nr3:

Tabela nr3:

CB	KF	td	tn	tp	to
pF	-	ns	ns	ns	ns
	1	0	12*10^4	0*10^4	5,2*10^4
	2	0	2*10^4	0,4*10^4	4*10^4
100	4	0	0,6*10^4	1*10^4	1,4*10^4
	8	0	0,4*10^4	1,2*10^4	0,8*10^4
	16	0	0,2*10^4	1,2*10^4	0,4*10^4
	1	0	3,2*10^4	0*10^4	2,4*10^4
	2	0	1,6*10^4	0,4*10^4	1,6*10^4
500	4	0	1,2*10^4	0,6*10^4	1,2*10^4
	8	0	0,6*10^4	0,8*10^4	0,8*10^4
	16	0	0,2*10^4	0,8*10^4	0,2*10^4

na podstawie tabel nr2 i nr3, na rys.7 przedstawiliśmy wykres zależności: t_d=f(K), t_n=f(K), t_p=f(K), t_o=f(K), dla trzech wartości pojemności kondensatora C_B

C_B=0pF

C_B=100pF

C_B=500pF

Praca przy sterowaniu napięciem jedno biegunowym. Badanie wpływu polaryzacji zaporowej bazy.

Wyznaczanie wartości prądu wejściowego obwodu sterującego na granicy nasycenia tranzystora.

Po połączeniu układu jak na rys.4 przystąpiliśmy do pobrania pomiarów:

Rys.4 Układ pomiarowy do wyznaczania prądu wejściowego w funkcji współczynnika przesterowania.

do rezystora służącego do dodatkowej polaryzacji dołączyliśmy zasilanie zewnętrzne o napięciu dodatnim E_B=5V

dla wartości napięcia na zasilaczu Z₁, U=0V, odczytaliśmy z oscyloskopu napięcie :

U_CEodc=10,9V

zmieniając wartość napięcia zasilacza tak, aby U_CE=0.5V, odczytaliśmy wartość prądu wejściowego obwodu sterującego:

I_WEmin=0,109mA

Wyznaczanie wartości napięć sterujących przy których współczynnik przesterowania osiąga założone wartości.

Wykorzystując powyższy układ, dobieramy napięcie zasilacza tak, aby prąd wejściowy obwodu osiągał podaną w tabeli nr5 wielokrotność I_WEmin, jednocześnie otrzymane wartości prądów i napięć notując w tabeli nr4:

Tabela nr4:

KF	IWE	UZ
-	mA	V
1	0,109	0,61
2	0,218	0,87
4	0,436	2,09
8	0,872	3,1
16	1,744	6,07

Wyznaczanie wartości czasów przełączania.

Po połączeniu układu jak na rys.5, przystąpiliśmy do przeprowadzenia pomiarów:

Rys.5 Układ pomiarowy do określania wpływu dodatkowej polaryzacji na czasy przełączania tranzystora.

posługując się danymi z tabeli nr4 regulowaliśmy amplitudę napięcia z generatora impulsowego tak, aby uzyskiwać kolejno wartości współczynnika przesterowania, dla każdej z tych wartości odczytaliśmy czasy przełączania tranzystora. Wyniki zawarte są w tabeli nr5:

Tabela nr5:

KF	UZ	td	tn	tp	to
-	V	ns	ns	ns	ns
1	0,61	0	12*10^4	0,4*10^4	6,4*10^4
2	0,87	0	7,2*10^4	0,8*10^4	6*10^4
4	2,09	0	2,4*10^4	0,8*10^4	3,6*10^4
8	3,1	0	1,4*10^4	2*10^4	2,8*10^4
16	6,07	0	0,6*10^4	3*10^4	1,6*10^4

na podstawie tabel nr2 i nr5 wykreśliliśmy zależności czasów przełączania tranzystora w funkcji f(K) współczynnika przesterowania. Wykresy przedstawione są na rys.8.

4. Wnioski.

* przesterowanie tranzystora poprawia czas narastania, odbywa się to kosztem czasu przeciągania.

* rys.6 ; przebieg czasu opadania nie przedstawia faktycznej zależności od współczynnika przesterowania, powinna być linia przerywana. Jest to wynikiem błędnego odczytu z skali oscyloskopu. Podobne przebiegi powinny być zaznaczone na pozostałych wykresach.

• kondensator, połączony równolegle z R_B, wpływa przyśpieszająco na czasy przełączania tranzystora. Impulsy na wyjściu mają bardziej strome zbocza.

• dołączenie napięcia polaryzującego, rys.5, wpływa również korzystnie na czasy przełączania tranzystora.

---