TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE ORAZ PRACA W UKLADZIE WZMACNIACZA



Podobne dokumenty
TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE

BADANIE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

Ćwiczenie 2. Parametry statyczne tranzystorów bipolarnych

Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Ćwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 2

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

Tranzystory bipolarne

Politechnika Białostocka

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

8.10. Podzial tranzystorów bipolarnych i ich zastosowanie

III. TRANZYSTOR BIPOLARNY

Przykładowe zadanie egzaminacyjne dla kwalifikacji E.20 w zawodzie technik elektronik

Politechnika Białostocka

Tranzystor bipolarny

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Wiadomości podstawowe

Tranzystory. bipolarne (NPN i PNP), polowe (MOSFET), fototranzystory

Elementy elektroniczne Wykłady 5,6: Tranzystory bipolarne

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka

Wykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY

TRANZYSTORY MOCY. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi tranzystorami i ich charakterystykami.

Przyrządy półprzewodnikowe część 5 FET

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

3. ŁUK ELEKTRYCZNY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO

TRANZYSTOR BIPOLARNY

Rys. 1. Oznaczenia tranzystorów bipolarnych pnp oraz npn

exp jest proporcjonalne do czynnika Boltzmanna exp(-e kbt (szerokość przerwy energetycznej między pasmami) g /k B

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 5

8.7. Schematy zastepcze tranzystora

ĆWICZENIE 4 CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Tranzystory bipolarne

Ćwiczenie 7 PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Badanie tranzystorów bipolarnych.

Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia w układzie wspólnego emitera REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

TRANZYSTORY BIPOLARNE SMK WYKŁAD

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2013/2014

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

Tranzystory bipolarne. Małosygnałowe parametry tranzystorów.

Badanie tranzystora bipolarnego

Tranzystory. 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne. unipolarne. bipolarny

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Metody analizy obwodów

Temat i cel wykładu. Tranzystory

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia

E104. Badanie charakterystyk diod i tranzystorów

Laboratorium elektroniki i miernictwa

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 2. ELEMENTARNE UKŁADY ELEKTRONICZNE (Wzmacniacz i inwerter na tranzystorze bipolarnym)

Scalony stabilizator napięcia typu 723

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

A-3. Wzmacniacze operacyjne w układach liniowych

Nazwa kwalifikacji: Eksploatacja urządzeń elektronicznych Oznaczenie kwalifikacji: E.20 Numer zadania: 01

Liniowe stabilizatory napięcia

Zadania z podstaw elektroniki. Zadanie 1. Wyznaczyć pojemność wypadkową układu (C1=1nF, C2=2nF, C3=3nF):

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Indywidualna Pracownia Elektroniczna 2012

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Systemy i architektura komputerów

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Elektronika: Polaryzację złącza w kierunku zaporowym i w kierunku przewodzenia (pod rozdz. 6.3). Charakterystykę diody (rozdz. 7).

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI TRANZYSTOR BIPOLARNY

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODĄ PROPAGACJI ROZKŁADÓW

TRANZYSTORY BIPOLARNE ZŁĄCZOWE

Ćwiczenie 10 Temat: Własności tranzystora. Podstawowe własności tranzystora Cel ćwiczenia

TRANZYSTORY - PORÓWNANIE WYKŁAD 15 SMK

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Ćwiczenie nr 4 Tranzystor bipolarny (npn i pnp)

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Gdy wzmacniacz dostarcz do obciążenia znaczącą moc, mówimy o wzmacniaczu mocy. Takim obciążeniem mogą być na przykład...

Przyrządy półprzewodnikowe część 3

Tranzystor. C:\Program Files (x86)\cma\coach6\full.en\cma Coach Projects\PTSN Coach 6 \Elektronika\Tranzystor_cz2b.cmr

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE

Pomiar parametrów tranzystorów

Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie

płytka montażowa z tranzystorami i rezystorami, pokazana na rysunku 1. płytka montażowa do badania przerzutnika astabilnego U CC T 2 masa

Ćwiczenie 4- tranzystor bipolarny npn, pnp

Elementy półprzewodnikowe. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Liniowe układy scalone

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

WikiWS For Business Sharks

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

OPIS PATENTOWY

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

PRACOWNIA ELEKTRYCZNA I ELEKTRONICZNA. Zespół Szkół Technicznych w Skarżysku-Kamiennej. Sprawozdanie

Ćw. 6 Generatory. ( ) n. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wymagane informacje. 3. Wprowadzenie teoretyczne PODSTAWY ELEKTRONIKI MSIB

Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOSFET

Badanie elementów składowych monolitycznych układów scalonych II

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

kierunek: Automatyka i Robotyka Zadania uzupełniające do wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych z Elektroniki sem. II

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Transkrypt:

POLITHNIK RZSZOWSK Katedra Podstaw lektronk INSTRUKJ NR4, 008 TRNZYSTOR IPOLRNY HRKTRYSTYKI STTYZN ORZ PR W UKLDZI WZMNIZ el cwczena: Pomar analza charakterystyk statycznych tranzystora bpolarnego npn lb pnp pracjacego w kladach wspólnego emtera (W) lb wspólnej bazy (W). Zapoznane stdentów z mozlwoscam pracy tranzystora jako wzmacnacza malych sygnalów. ) Zadana do samodzelnego opracowana przed zajecam: Zapoznane se z tresca ponzszej nstrkcj. Zapoznane se z teoretycznym podstawam dzalana tranzystora bpolarnego. Przygotowane - narysowane schematów kladów do pomar charakterystyk statycznych. Przemyslene sposob pomar charakterystyk przejscowej czestotlwoscowej wzmacnacza jednotranzystorowego w kladze wspólnego emtera. Zapoznane se z defncjam parametrów model hybrydowego tranzystora. Wyjasnc role poszczególnych elementów w kladze wzmacnacza jednotranzystorowego z rys. 8). ) WPROWDZNI W tranzystorze n-p-n zlacze n -p jest nazywane zlaczem emterowym (sterjacym), a obszar n emterem ( oznacza slne domeszkowane danego obszar). Zadanem emtera jest wstrzykwane elektronów do obszar p zwanego baza. W baze elektrony stanowa nosnk mnejszoscowe, wekszosc z nch czestnczy w pradze zaporowym drgego zlacza nazywanego zlaczem kolektorowym. Obszar n tego zlacza nazywa se kolektorem. R a) _ U n emter p W b baza _ U n kolektor R b) I n 5 4 I p 3 n I Rys. Idea bdowy tranzystora n-p-n, (klad W), a) polaryzacja dla klad W w stane aktywnym normalnym; b) rozplyw pradów tranzystorze: -lamek lczby elektronów legajacych rekombnacj w baze - elektrony wstrzyknete do bazy osagajace obszar kolektora 3-nosnk generowane termczne - zaporowy prad zlacza kolektora 4-dzry dostarczane przez koncówke bazy rekombnjace z elektronam 5-dzry dyfndjace z bazy do emtera I [ µ ] U 0 h e U 5 I 5 [m] 5 0 0 U 0 h 0.8 e h a) e b) h e I 30µ I I 0µ I max I 0µ I 5µ U 5 I 0µ U I 0µ U I µ I O N S Y N I U 0 I 30µ I 0µ Obszar dozwolony ODII I 0µ P tot I 0µ U max U Omax U Rys. a) Rodzna ch-styk dla klad W; b) dozwolony obszar pracy aktywnej tranzystora: P to t - dopszczalna moc admsyjna; I max - maksymalny prad kolektora; U max - dopszczalne napece kolektor-emter (typowo 0.8x U O ); I O - prad zerowy kolektora (granca pomedzy odcecem a zakresem aktywnym); U s at - napece nasycena - rozgrancza obszar nasycena od aktywnego normalnego.

Tranzystor jest elementem dwzlaczowym, stneja 4 rózne kombnacje znaków napec polaryzjacych zlacza okreslajace jego stany pracy. U - KTYWNY INWRSYJNY ZPORO/ ZTKNI NSYNI KTYWNY NORMLNY U polaryzacja w stan przewodzena - polaryzacja w stane zaporowym - Rys. 3 Stany pracy tranzystora bpolarnego. Tranzystor jako element trójkoncówkowy, ms mec jedna z koncówek wspólna dla sygnal wejscowego wyjscowego. Daje to 3! mozlwych kombnacj, aby zyskac wzmocnene mocy (jedna z zasadnczych zalet tranzystora) jest koneczne by baza byla jedna z koncówek wejscowych a kolektor jedna z wyjscowych. Ograncza to losc zytecznych kombnacj do trzech. W Wspólny emter W Wspólny kolektor W Wspólna baza Rys. 4 Uklady pracy tranzystora bpolarnego. Prady zerowe : Przy polaryzacj zaporowej któregokolwek ze zlacz tranzystora plyna przez to zlacze prady wsteczne okreslane czesto w tym przypadk pradam zerowym. Najweksze wartosc osaga prad zerowy pomedzy zacskam kolektora emtera I O (zaporowo spolaryzowane zlacze ) przy rozwartym zacsk bazy. IZ I O dla R I S dla R0 I R dla0<r< W R I Z - I I O I R I S I O UOmax UOmax Rys. 5 Uklady pomarowe pradów zerowych. Pomedzy wartoscam pradów zachodz relacja: I O >I R >I S >I O. Przebce tranzystora: Dla zlacza kolektorowego okreslane jest napece przebca U O przy rozwartym emterze (rzed co najmnej klkdzesec woltów - przebce o charakterze lawnowym z wag na slabsze domeszkowane obszar kolektora). Dla zlacza emterowego okreslane jest napece przebca U O przy rozwartym kolektorze (przebce o charakterze Zenera emter slne domeszkowany, napece przebca ponzej 7 ). W tranzystorze moze tez wystapc zjawsko tzw. przebca skrosnego zanm natezene pola eklektycznego w warstwe zaporowej osagne wartosc krytyczna caly obszar netralny bazy moze zostac zajety przez warstwe zaporowa zlacza. Innym efektem jest tzw. przebce wtórne zwazane z przeplywem przez strktre zbyt dzego prad. U W I O - - I W Praca tranzystora w kladze wzmacnacza W Tranzystor jako czwórnk lnowy h Impedancja wejscowa h wspólczynnk oddzalywana zwrotnego h Wspólczynnk wzmocnena pradowego

Rys. 6 Tranzystor jako czwórnk. h dmtancja wyjscowa Równana czwórnkowe mozna przedstawc za pomoca równowaznej sec elektrycznej: Indeks przy symbol h oznacza: b - klad W e - klad W c - klad W b c h e h e ce be h e h e b ce Rys. 7. Sec elektryczna równowazna równanom hybrydowym dla klad W. Wartosc parametrów zaleza od klad wlaczena tranzystora, rodzaj klad wlaczena oznaczany jest dodatkowym trzecm ndeksem lterowym. Wartosc parametrów w poszczególnych kladach wlaczena mozna wzajemne przelczac na podstawe zaleznosc dostepnych w lteratrze. Ponewaz: h c e ce b DI DU I const h c e b ce 0 DI DI Uce const h be e b ce 0 DU DI U const h be e ce b DU DU I const Dysponjac zmerzonym charakterystykam statycznym tranzystora mozna latwo te parametry wyznaczyc (Rys. ) Jest to dza zaleta model hybrydowego. Przykladowe wartosc przyjmowane przez parametry czwórnkowe typ h, oraz przyblzone relacje pomedzy parametram typ h parametram nnego poplarnego model model typ hybryd π podaja tabelk: h e kω h e 0-4 / h e 50-500/ h e 0-4 - 0-5 S h e r bb r b e r b e h e β(g b c /g m ) h e β h e g ce Te nne, równowazne modele znajdja zastosowane podczas analzy kladów pracy z tranzystoram bpolarnym, na przyklad klad wzmacnacza malych sygnalów: 5 b ) U 5 a) R 330k R R c k W Y W Y R W b 0k T R b 0k W Tranzystor badany,5µ F R 0 00k e g (t) R 00k R 3,3k 0µ F Rys. 8 Tranzystor bpolarny npn w kladze wzmacnacza W. a) klad nwertera do pomar charakterystyk przejscowej, b) wzmacnacz jednotranzystorowy. 3

) POMIRY. Pomary wykonac dla jednego tr anzystor a klad pr acy wskazanego pr zez pr owadzacego.. Podczas pomarów zwracac wage na trzymywane stalej war tosc par ametr ów. 3. Pomary przeprowadzc w mozlwe szerokm zakrese dopszczalnych pradów napec, w raze watplwosc wartosc te nalezy zgadnac z prowadzacym zajeca. 4. Na kazda krzywa pownno przypadac ne mnej nz 5 pnktów pomarowych.. Okreslc typ (npn - pnp) oraz rozklad wyprowadzen koncówek tranzystora przy pomocy testera zlacz. Uklad wspólnego emtera. Zestawc klad pomarowy do zbadana charakterystyk statycznych tranzystora pracjacego w kladze W. 3. Zmerzyc charakterystyk: wejscowa U (I) U const, przejscowa I (I) U const. harakterystyk te mozna wyznaczyc jednoczesne, zmenajac prad wejscowy I merzac równoczesne napece wejscowe U oraz prad wyjscowy I. Pomary wykonac dla trzech wartosc parametr U. Zmerzyc charakterystyk: wyjscowa I(U) I const, oddzalywana zwrotnego U(U) I const. harakterystyk te mozna wyznaczyc jednoczesne, zmenajac napece wyjscowe U merzac równoczesne prad wyjscowy I oraz napece wejscowe U. Pomary wykonac dla trzech wartosc parametr I. Ze szczególna waga nalezy wykonac pomary w zakrese nasycena. Uklad wspólnej bazy 4. Zestawc klad pomarowy do zbadana charakterystyk statycznych tranzystora pracjacego w kladze W. 5. Zmerzyc charakterystyk: wejscowa U(I) U const. oraz przejscowa I(I) U const. harakterystyk te mozna wyznaczyc jednoczesne, zmenajac prad wejscowy I merzac równoczesne napece wejscowe U oraz prad wyjscowy I. Pomary wykonac dla trzech wartosc parametr U. 6. Zmerzyc charakterystyk: wyjscowa I(U) I const oraz oddzalywana zwrotnego U(U) I const w zakrese aktywnym. Mozna je wyznaczyc jednoczesne, zmenajac napece wyjscowe U merzac równoczesne prad wyjscowy I oraz napece wejscowe U. Po wyznaczen charakterystyk wyjscowych w obszarze pracy aktywnej zmerzyc te charakterystyk w zakrese nasycena (po zmane polaryzacj zlacza kolektorowego). harakterystyk pradów zerowych, wyznaczene napeca przebca zlacz 7. Zmerzyc charakterystyk pradowo-napecowe zlacz w ob kernkach. Odpowedno dokladne pomary pownny mozlwc wyznaczene charakterystyk pradów I 0 (U ) oraz I 0 (U ), a takze co najmnej jednego z napec przebca zlacz. W trakce pomarów nalezy pametac o zabezpeczen kladów badanych za pomoca odpowedno dobranego rezystora dekadowego. 8. Zmerzyc charakterystyk I R (U ) dla przypadków R0, 0<R< oraz R dla wybranego typ tranzystora. Wyznaczene charakterystyk czestotlwoscowej czestotlwosc grancznych wzmacnacza tranzystorowego w kladze W 9. W oparc o dostepne w laboratorm podstawk zestawc klad pomarowy do pomar charakterystyk przejscowej U wy f(u we ) wzmacnacza w kladze wspólnego emtera (rys. 8a). Pomary przeprowadzc zaslajac wejsce wyjsce klad z zaslaczy stablzowanych metoda pnkt po pnkce. 0. W oparc o schemat przedstawony na rys. 8b) zestawc klad pomarowy do pomar charakterystyk ampltdowej k f(f) wzmacnacza w kladze wspólnego emtera. Pomary wykonac dla wartosc pojemnosc rezystancj R podanych przez prowadzacego. Pomary ponowc przy podwojonej wartosc rezystancj R o polowe mnejszej nz podane poprzedno. Pomary czestotlwosc wykonywac nalezy czestoscomerzem a ampltdy sygnalów wejscowego wyjscowego za pomoca oscyloskop. 4

D) SHMTY POMIROW a) Uklad W, tranzystor npn m ZSILZ m ZSILZ b) Uklad W, tranzystor pnp m m ZSILZ ZSILZ c) Uklad W, tranzystor pnp m ZSILZ m ZSILZ d) Uklad W, tranzystor pnp m m ZSILZ ZSILZ e) klad do pomar pradów I R (tranzystor npn). R m ZSILZ ) Parametry katalogowe przykladowych typów tranzystorów. Jezel pomary w laboratorm dotycza nnych typów tranzystorów ch dane nalezy odszkac samodzelne w katalog elementów pólprzewodnkowych. U max I max [] I max [] U max U ma P tot [W] tj max [] U ST h f T [Mhz] R thj-c [/W] DP8 30 7 3 40 5 40 t c 5 0 50 5-00 4 3. npn DP8 30 7 3 40 5 40 t c 5 0 50 5-00 0 3. pnp D 35 45 0.5 0. 45 5 6.5t c 40 0 5 0.5 40-50 00 0 npn D 36 45 0.5 0. 45 5 6.5t c 40 0 5 0.5 40-50 50 0 pnp 40 0. 80 5 4.5 75 6-50 50 35 npn 33 40 0. 80 5 4.5 75 6-50 50 35 pnp TYP F) OPROWNI I NLIZ NIKÓW:. Narysowac (wydrkowac) wszystke zmerzone charakterystyk.. Na podstawe charakterystyk zlacz, narysowanych w skal logarytmczno-lnowej wyznaczyc wspólczynnk zlacza oraz prady zerowe rezystancje szeregowa. 3. Na podstawe charakterystyk statycznych wyznaczyc parametry schemat zastepczego z parametram meszanym typ h dla wybranego pnkt pracy tranzystora. 4. Narysowac charakterystyk pradów zerowych. Sprawdzc teoretyczna zaleznosc pomedzy I 0 oraz I 0. 5. Porównac zyskane wynk z danym katalogowym. 6. Skomentowac charakterystyk przejscowe czestotlwoscowe wzmacnacza. Wyznaczyc czestotlwosc granczne. 7. Dokonac kompleksowej analzy zyskanych wynków. 5

Lteratra pomocncza:. W. Marcnak Przyrzady pólprzewodnkowe klady scalone. W. Marcnak Modele elementów pólprzewodnków 3.. Ksy Podstawy elektronk 4. Gray P..,Searle.L.- Podstawy elektronk 5. Kolodzejsk J. Spralsk L. Stolarsk. Pomary przyrzadów pólprzewodnkowych 6