ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów

Transkrypt

1 ĆWICZENIE LBORTORYJNE TEMT: Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów

2 1. WPROWDZENIE Przedmiotem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania podstawowych rodzajów diod półprzewodnikowych i tranzystora bipolarnego. Ćwiczenie pozwala zapoznać się z parametrami i charakterystykami następujących diod: diody krzemowej i germanowej; diody Zenera. 2. ZGDNIENI TEORETYCZNE W celu przygotowania się do ćwiczenia należy przestudiować zagadnienia z następujących pozycji literaturowych: 1. Jeżykowski R., Kawałkiewicz P., Majewski J. Układy elektroniczne WT 1984, S str Lurch E. N. Podstawy techniki elektronicznej Wyd. III, PWN 1976, Syg , str. 4147, 5355 i Watson J. Elektronika WKiŁ 1999, Syg , str Tietze U., Schenk Ch., Układy półprzewodnikowe Wyd. III, WNT 1996, Syg , str. 4055, Horowitz P., Hill W., Sztuka elektroniki cz. 1, Wyd. I, WKiŁ 1997, Syg , str. 5565, 7273 i PRZYKŁDOWE PYTNI KONTROLNE 1. Narysować schemat układu do pomiaru charakterystyki prądowonapięciowej diody. 2. Narysować charakterystykę prądowonapięciową diody prostowniczej krzemowej i germanowej. 3. Narysować charakterystykę prądowonapięciową diody Zenera. 4. Omówić parametry charakterystyczne i graniczne diody Zenera. 5. Omówić zasadę działania tranzystora bipolarnego. 6. Wymienić parametry charakterystyczne i graniczne tranzystora bipolarnego. 7. Narysować charakterystyki tranzystora bipolarnego. 8. Narysować symbol tranzystora bipolarnego oraz nazwać poszczególne elektrody. 9. Określić polaryzację złącz w tranzystorze bipolarnym npn i pnp. Uwaga! Zauważone błędy lub inne uwagi dotyczące instrukcji i ćwiczenia proszę kierować do Wojciecha Pary tel lub wpara@wat.edu.pl

3 4. PRZEBIEG ĆWICZENI 4.1. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody krzemowej w kierunku przewodzenia. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23001 blok a, połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 1. C 1 Ν Rys. 1. Schemat pomiarowy do badania diody w kierunku przewodzenia B. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej zmieniając napięcie U F potencjometrem tak aby nie przekroczyć wartości granicznej prądu, zmierzyć wartość natężenia prądu I F i napięcia U F, wyniki zanotować w tabeli 1. U F [] I F [m] Tabela 1 wykreślić charakterystykę prądowonapięciową diody I=f(U) Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody krzemowej w kierunku zaporowym. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23001 blok a, połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 2. C 1 Ν Rys. 2. Schemat pomiarowy do badania diody w kierunku zaporowym B. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej zmieniając napięcie U R potencjometrem tak aby nie przekroczyć wartości granicznej napięcia wstecznego zmierzyć wartość natężenia prądu I R i napięcia U R, wyniki zanotować w tabeli 2. U R [] I R [m] Tabela 2

4 wykreślić charakterystykę prądowonapięciową diody I=f(U) Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody germanowej w kierunku przewodzenia. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23001 blok a, połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 3. CR2 1 Ν 6 0 Rys. 3. Schemat pomiarowy do badania diody germanowej w kierunku przewodzenia B. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej zmieniając napięcie U F potencjometrem tak aby nie przekroczyć wartości granicznej prądu, zmierzyć wartość natężenia prądu I F i napięcia U F,wyniki zanotować w tabeli 3. U F [] I F [m] Tabela 3 wykreślić charakterystykę prądowonapięciową diody I=f(U) Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody germanowej w kierunku zaporowym. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23001 blok a, połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 4. CR2 1 Ν 6 0 Rys. 4. Schemat pomiarowy do badania diody germanowej w kierunku zaporowym B. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej zmieniając napięcie U R potencjometrem tak aby nie przekroczyć wartości granicznej napięcia wstecznego zmierzyć wartość natężenia prądu I R i napięcia U R, wyniki zanotować w tabeli 4. U R [] I R [m] Tabela 4

5 wykreślić charakterystykę prądowonapięciową diody I=f(U) Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody Zenera w kierunku przewodzenia. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23001 blok a, połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 5. Rys. 5. Schemat pomiarowy do badania diody Zenera w kierunku przewodzenia B. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej zmieniając napięcie U F potencjometrem tak aby nie przekroczyć wartości granicznej prądu, zmierzyć wartość natężenia prądu I F i napięcia U F, wyniki zanotować w tabeli 5. CR3 U F [] I F [m] Tabela 5 wykreślić charakterystykę prądowonapięciową diody I=f(U) Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej diody Zenera w kierunku zaporowym. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23001 blok a, połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 6. Rys. 6. Schemat pomiarowy do badania diody Zenera w kierunku zaporowym B. Pomiar charakterystyki prądowonapięciowej zmieniając napięcie U R potencjometrem tak aby nie przekroczyć wartości granicznej napięcia wstecznego zmierzyć wartość natężenia prądu I R i napięcia U R, wyniki zanotować w tabeli 6. CR3 U R [] I R [m] wykreślić charakterystykę prądowonapięciową diody I=f(U); określić napięcie zenera dla diody. Tabela 6

6 4.7. Pomiary natężeń prądu w tranzystorze bipolarnym pnp. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23002, blok a połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys kΩ R2 1kΩ Q1 Rys. 7. Schemat układu do pomiaru I B, I C i I E B. Pomiar prądów w tranzystorze regulując potencjometrem ustawić wartość I C =3m; odczytać i zanotować w tabeli 7 wartości I B i I E ; regulując potencjometrem doprowadzić do nasycenia tranzystora; odczytać i zanotować w tabeli 7 wartości I B, I E oraz I csat. Tabela 7 I C I B I E β 3 m I Csat =. I C obliczyć współczynnik wzmocnienia prądowego β =. I 4.8. Pomiar natężeń prądu w tranzystorze bipolarnym npn. Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23002, blok a połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 8. B 47kΩ R3 1kΩ Q2 Rys. 8. Schemat układu do pomiaru I B, I C i I E B. Pomiar prądów w tranzystorze regulując potencjometrem ustawić wartość I C =3m; odczytać i zanotować w tabeli 8 wartości I B i I E ;

7 regulując potencjometrem doprowadzić do nasycenia tranzystora; odczytać i zanotować w tabeli 8 wartości I B, I E oraz I csat. Tabela 8 I C I B I E β 3 m I Csat =. I C obliczyć współczynnik wzmocnienia prądowego β =. I 4.9. Pomiar charakterystyki I C =f(u CE ). Warunki pomiarów wykorzystując moduł pomiarowy KL23002, blok a połączyć schemat pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 9. B R4 100Ω 47kΩ Q2 1 kω Rys. 9. Schemat układu do pomiaru charakterystyki I C = (U CE ) B. Pomiar charakterystyki wyjściowej regulując potencjometrem ustawić wartość I B =0µ; ustawiając kolejno potencjometrem wartości U CE = 0,1 0,3 0,5 0,7 1,0 2,0 3,0 5,0 odczytywać wartośći I C ; wyniki zanotować w tabeli 9; czynności powtórzyć dla I B =10µ 20µ 30µ 40µ 50µ 60µ; wyniki zanotować w tabeli 9;

8 Tabela 9 I B =0µ I C [m] I B =10µ I C [m] I B =20µ I C [m] I B =30µ I C [m] I B =40µ I C [m] I B =50µ I C [m] I B =60µ I C [m] sporządzić wykres zależności I C = (U CE ). 5. OPRCOWNIE SPRWOZDNI Sprawozdanie powinno zawierać: krótki opis ćwiczenia; schematy ideowe układów pomiarowych; wyniki pomiarów; zdjęte oscylogramy i sporządzone wykresy; protokół pomiarowy podpisany przez prowadzącego ćwiczenie; przykładowe obliczenia; wnioski.