TRANZYSTORY BIPOLARNE

Transkrypt

1 KTDR LKTRONIKI GH L O R T O R I U M LMNTY LKTRONIZN TRNZYSTORY IPOLRN Parametry stałoprądowe R. 0.3

2 Laboratorium lementów lektronicznych: TRNZYSTORY IPOLRN 1. L ĆWIZNI Wyznaczenie podstawowych parametrów tranzystora bipolarnego npn takich jak: o N, N, R, R o Napięcie arlego U a, o Parametrów równania opisujących model bersa Mola tranzystora bipolarnego 2. WYKORZYSTYWN MODL I LMNTY W trakcie ćwiczenia wykorzystane zostaną: płyta prototypowa NI LIS Prototyping oard (LIS) połączona z komputerem P, wirtualne przyrządy pomiarowe: irtual Instruments (I): Digital Multimeter (DMM), TwoWire urrentoltage nalyzer (2Wire) ariable Power Supplies (PS) multimetr gilent zasilacz laboratoryjny zestaw elementów przedstawionych w Tabeli 1. Tabela 1. Wartości elementów do wykonania ćwiczenia Rezystory Kondensatory Tranzystory 1x100 Ω, 1x10kΩ, 1x100kΩ, 1x100nF, 1xD441, D283 (lub eq.) 3. PRZYGOTOWNI KONSPKTU 3.1. udowa i zasada działania tranzystora bipolarnego Narysuj charakterystyki wyjściową, wejściową i przejściową złączowego tranzystora bipolarnego (npn), dla połączenia normalnego i inwersyjnego. W celu weryfikacji przygotowanych charakterystyk przedstaw koncepcję przeprowadzenia odpowiednich pomiarów w środowisku NI LIS. Jakie warunki muszą być spełnione przy pomiarach inwersyjnej pracy tranzystora bipolarnego? 3.3. Równanie bersamola, sens fizyczny poszczególnych parametrów modelu tranzystora bipolarnego Wykorzystując rysunek płyty stykowej NI LIS przygotuj rysunki montażowe dla układów pomiarowych w tym ćwiczeniu KTDR LKTRONIKI GH

3 Laboratorium lementów lektronicznych: TRNZYSTORY IPOLRN 2Wire Zasilacz Multimetr gilent I I R 1 U Rys Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyk wyjściowych tranzystora npn w połączeniu normalnym. 2Wire Zasilacz Multimetr gilent R 1 I U I Rys Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyk wyjściowych tranzystora npn w połączeniu inwersyjnym. KTDR LKTRONIKI GH

4 Laboratorium lementów lektronicznych: TRNZYSTORY IPOLRN PS () U I U R 1 =100 PS () Rys Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyki prądowo napięciowej diody emiterowej. PS () U I U R 1 =100 PS () Rys Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyki prądowo napięciowej diody kolektorowej. KTDR LKTRONIKI GH

5 Laboratorium lementów lektronicznych: TRNZYSTORY IPOLRN 4. PRZIG ĆWIZNI 4.1. Zestaw układ pomiarowy wg schematu z Rys.3.1 Do pomiaru prądu bazy użyj wirtualnego multimetru (DMM) lub zewnętrznego multimetru gilent. Jako zasilacz polaryzujący obwód bazaemiter użyj zewnętrznego zasilacza laboratoryjnego. Wartości elementów odpowiednio: R 1 = 100 k tranzystor T1 wybrany przez prowadzącego zajęcia. Dla napięć U z zakresu 0 10, zmieniając napięcie co 0,1, przy ustalonej wartości prądu bazy, zarejestrować przebieg charakterystyk wyjściowych tranzystora bipolarnego w połączeniu normalnym. Prąd bazy I zmieniać od wartości początkowej np. 10 z krokiem co 10 w zakresie podanym przez prowadzącego ćwiczenie (np. 10, 20, 30, 40, 50 ) Wartości prądu bazy ustawiamy przez dobór odpowiedniego napięcia na wyjściu zewnętrznego zasilacza w obwodzie bazy Zestaw układ pomiarowy wg schematu z Rys.3.2 Do pomiaru prądu bazy użyj wirtualnego multimetru (DMM) lub zewnętrznego multimetru gilent. Jako zasilacz polaryzujący obwód bazaemiter użyj zewnętrznego zasilacza laboratoryjnego. Wartości elementów odpowiednio: R 1 = 10 k tranzystor T1 ten sam co w p.4.1. Dla napięć U z zakresu 0 5, zmieniając napięcie co 0,1, przy ustalonej wartości prądu bazy, zarejestrować przebieg charakterystyk wyjściowych tranzystora bipolarnego w połączeniu inwersyjnym. Prąd bazy I zmieniać od wartości początkowej np. 100 z krokiem co 100 w zakresie podanym przez prowadzącego zajęcia (np. 100, 200, 300, 400, 500 ). Wartości prądu bazy ustawiamy przez dobór odpowiedniego napięcia na wyjściu zewnętrznego zasilacza w obwodzie bazy Zestaw układ pomiarowy wg schematu z Rys.3.3 Do pomiaru prądu kolektora użyj zewnętrznego multimetru gilent. Jako zasilacz polaryzujący obwód bazaemiter użyj wirtualnego zasilacza PS( ). Wartości elementów odpowiednio: R 1 = 100 tranzystor T1 ten sam co w p.4.1. Dla ustalonej wartości napięcia U z zakresu 0 5, (ograniczenie prądowe 20 m ), wykonaj pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody emiterowej tranzystora bipolarnego npn, notując wartości prądu I w zależności od napięcia U (wykonujemy 3 pomiary na dekadę zmian prądu, od wartości 1, do wartości 10 m). Wartości prądu I ustawiamy przez dobór odpowiedniego napięcia na wyjściu zasilacza PS, analogicznie jak przy pomiarach charakterystyki diody półprzewodnikowej Zestaw układ pomiarowy wg schematu z Rys.3.4 Do pomiaru prądu emitera użyj zewnętrznego multimetru gilent. Jako zasilacz polaryzujący obwód bazakolektor użyj wirtualnego zasilacza PS ( ). Wartości elementów odpowiednio: R 1 = 100 tranzystor T1 ten sam co w p.4.1. Dla ustalonej wartości napięcia U z zakresu 0 5, tej samej co w p.4.3, (ograniczenie prądowe 20 m ), wykonaj pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody kolektorowej tranzystora bipolarnego npn, notując wartości prądu I w zależności od napięcia U (wykonujemy 3 pomiary na dekadę zmian prądu, od wartości 1, do wartości 10 m). Wartości prądu I ustawiamy przez dobór odpowiedniego napięcia na wyjściu zasilacza PS, analogicznie jak przy pomiarach charakterystyki diody półprzewodnikowej. UWG: W przypadku niestabilności układu pomiarowego, może zaistnieć konieczność włączenia kondensatora monolitycznego 100 nf pomiędzy bazę a kolektor mierzonego tranzystora. KTDR LKTRONIKI GH

6 Laboratorium lementów lektronicznych: TRNZYSTORY IPOLRN 5. PRZIG ĆWIZNI, OPROWNI DNYH 5.1. Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.1 narysuj rodzinę charakterystyk wyjściowych tranzystora bipolarnego pracującego w układzie W Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.1 narysuj charakterystykę przejściową, dla wartości U podanej przez asystenta prowadzącego ćwiczenie, wyznacz współczynniki N i I 0 tranzystora bipolarnego pracującego w układzie W. Oblicz parametr N Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.1 wyznacz wartość napięcia arlego tranzystora bipolarnego pracującego w układzie W Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.2 narysuj rodzinę charakterystyk wyjściowych tranzystora bipolarnego pracującego w układzie W dla połączenia inwersyjnego Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.2 narysuj charakterystykę przejściową, dla wartości U podanej przez asystenta prowadzącego ćwiczenie, wyznacz współczynniki R i I 0 tranzystora bipolarnego pracującego w układzie W dla połączenia inwersyjnego. Oblicz parametr R 5.6. Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.2 wyznacz wartość napięcia arlego tranzystora bipolarnego pracującego w układzie W dla połączenia inwersyjnego Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.3 narysuj wykres zależności prądu diody emiterowej od wartości stosunku U /U T, z wykresu wyznacz współczynnik nieidealności złącza emiterowego n oraz wartość prądu zerowego I Na podstawie zarejestrowanych danych w p.3.4 narysuj wykres zależności prądu diody kolektorowej od wartości stosunku U /U T, z wykresu wyznacz współczynnik nieidealności złącza kolektorowego m oraz wartość prądu zerowego I Korzystając z wyznaczonych w ćwiczeniu parametrów napisz równanie bersamola dla mierzonego tranzystora bipolarnego npn. D 441 D LITRTUR [1] Wykład (I. rzozowski, P. Dziurdzia) [2] ehzad Razavi Fundamentals of Microelectronics KTDR LKTRONIKI GH