I AiR Wojciech Sawaściuk

Wyznaczanie charakterystyk tranzystora.

Zestaw użyty w tym ćwiczeniu składał się z tranzystora połączonego w układ o wspólnym emiterze, dwóch źródeł prądu stałego (zasilaczy) wyposażonych w potencjometry (P1 i P2), dwóch amperomierzy (I_B, I_K) i dwóch woltomierzy (U_KE, U_BE) podłączonych odpowiednio do bazy i kolektora dla pomiarów charakterystyk przy różnych wartościach napięcia i natężenia.

Rysunek schematyczny układu

Po podłączeniu całego układu przeprowadziliśmy trzy serie pomiarów :

Pierwsza seria dla zależności I_K = f (U_KE) dla czterech ustalonych wartości prądu bazy (I_B = 100, 200, 300, 400 μA), przy czym wartość napięcia U_KE zmienialiśmy w zakresie od 0 do 20 V.

Druga seria dla zależności I_K = f (I_B) dla dwóch ustalonych wartości napięcia U_KE (5, 10 V), natężenie prądu bazy zmienialiśmy w zakresie od 0 do 500 μA co 50 μA.

Trzecia seria dla zależności I_B = f (U_BE) dla trzech ustalonych wartości U_KE (5, 10, 15V) przy zmianach napięcia między bazą a emiterem U_BE od 50mV do 230mV co 20mV.

Tabela 1 : I_K = f (U_KE)

Uk [V]	Jk = 100 [mA]	Jk = 200 [mA]	Jk = 300 [mA]	Jk = 400 [mA]
0	0.4	0.8	1.4	1.4
0.5	6.4	14.2	22.2	31.1
1	6.5	14.4	22.5	31.5
1.5	6.7	14.6	22.8	31.9
2	6.7	14.7	23	32.2
3	6.8	14.9	23.4	32.7
5	7	15.3	24.1	33.5
7	7.4	15.7	24.8	34.9
10	7.6	16.1	25.5	35.2
15	7.9	16.7	26.5	37.2
20	8.2	17.3	27.6	38.6

Tabela 2 : I_K = f (I_B)

Jb	Jk (5v)	Jk (10v)
0	0.2	0.1
50	4.1	4.5
100	8.5	9
150	12.5	13.5
200	17	18
250	21.3	22.5
300	25.5	27
350	29.5	31.5
400	34	36
450	38	40
500	42.5	45

Tabela 3 : I_B = f (U_BE)

Ub	Jb (5V)	Jb (10V)	Jb (15V)
50	0	0	1
70	3	3	2
90	10	13	14
110	27	28	33
130	60	60	61
150	114	107	112
170	215	202	211
190	359	358	386
210	600	600	625
230	1243	1450	1455

Obliczenia

Obliczam współczynnik wzmocnienia prądu β dla układu WE

gdzie :

ΔI_K - zmiana prądu kolektora

ΔI_B - zmiana prądu bazy

1.

2.

3.

4.

oraz współczynnik wzmocnienia prądowego α dla układu WB

1.

2.

3.

4.

Obliczam opór wejściowy tranzystora r_WE

Przy pomiarze U_BE od wskazań woltomierza należy odjąć spadek napięcia na mikroamperomierzu μA :

gdzie :

U_V to wskazanie woltomierza

I_B - wskazanie mikroamperomierza

R_μA - opór mikroamperomierza = 78 Ω

Przykładowe obliczenia

1.

Średnia wartość r_WE wszystkich obliczeń wynosi

Obliczenia i dyskusja błędów

Błąd względny woltomierza ΔU_KE = 0.02 * U

Błąd względny amperomierza ΔI_K = 0.02 * I

Błąd bezwzględny woltomierza ΔU_BE

Błąd bezwzględny mikroamperomierza ΔI_B

Wnioski.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyk tranzystora. Pierwsza cześć ćwiczenia polegała na badaniu zależności natężenia prądu kolektora w funkcji zmian napięcia kolektor-emiter dla czterech ustalonych wartości prądu bazy. Z zależności IK = f (UKE) przy IB = const widać, że w przedziale napięcia UKE = 0 - 1.5 V następuje duży skok natężenia prądu IK . Dla wartości napięcia UKE większych od 1.5 V przyrost natężenia prądu IK jest już stosunkowo mały. Z pomiarów dla różnych, ustalonych wartości IB (100, 200, 300 i 400 μA) widać, że wartość natężenia prądu kolektora IK jest zależna od natężenia prądu bazy IB. Zależność IK = f (IB) przy ustalonej wartości UKE (UKE = const) jest liniowa. Przyjmując różną wartość napięcia UKE powodujemy zmianę nachylenia prostej charakteryzującej tą zależność. Wzrost prądu bazy pociąga za sobą wzrost prądu kolektorowego. Z trzeciej sprawdzanej zależności IB = f (UBE) wynika, że dla każdej przyjętej wartości napięcia UKE wartość natężenia IK, oraz IB jest taka sama dla odpowiednich napięć UBE. Wzrost napięcia baza-emiter pociąga za sobą wzrost prądu bazy . Również przebieg tej zależności jest liniowy.

---