POLITHNIKA RZSZOWSKA Katedra Podstaw lektronk Instrkcja Nr4 F 00/003 sem. letn TRANZYSTOR IPOLARNY HARAKTRYSTYKI STATYZN elem ćwczena jest pomar charakterystyk statycznych tranzystora bpolarnego npn lb pnp pracjącego w kładach wspólnego emtera (W) oraz wspólnej bazy (W). A) Zadana do samodzelnego opracowana przed zajęcam: Zapoznane sę z treścą ponższej nstrkcj, zapoznane sę z teoretycznym podstawam dzałana tranzystora bpolarnego, przygotowane schematów pomarowych. ) WPROWADZNI W tranzystorze n-p-n złącze n -p jest nazywane złączem emterowym (sterjącym), sam zaś obszar n - emterem. ( oznacza slne domeszkowane danego obszar). Zadanem emtera jest wstrzykwane nadmarowych nośnków elektronów do obszar p zwanego obszarem bazy. W baze elektrony stanową nośnk mnejszoścowe, których wększość czestnczy w prądze zaporowym drgego złącza tranzystora nazywanego złączem kolektorowym (sterowanym). Obszar n tego złącza nazywa sę kolektorem. W przypadk tranzystora pnp należy odpowedno względnć zmanę domeszkowana poszczególnych a) R n p W b _ n R emter kolektor baza Rys.. Idea bdowy dzałana tranzystora n-p-n, (W) a)polaryzacja dla kład W w stane aktywnym normalnym b).rozpływ prądów tranzystorze: -łamek lczby elektronów legających rekombnacj w baze - elektrony wstrzyknęte do bazy osągające obszar kolektora 3-nośnk generowane termczne - zaporowy prąd złącza kolektora 4-dzry dostarczane przez końcówkę bazy rekombnjące z elektronam -dzry dyfndjące z bazy do emtera PRZJŚIOW U = I [µa] U I [] U 0 I =µa 0.4 I =µa U = U WJŚIOW U 0.8 U I =30µ I =0µA I =0µA I =0µA JŚIOW I =30µA ZWROTN U [] Rys. Rodzny ch-styk dla kład W. oraz parametry statyczne, dozwolony obszar pracy aktywnej tranzystora; P tot - dopszczalna moc admsyjna; I max - maksymalny prąd kolektora (ogranczene wynka ze zman α,β w fnkcj I a ne z np. nszczena); U max - dopszczalne napęce kolektor-emter (określane jako np. 0.8 U O ); I O - prąd zerowy kolektora (granca pomędzy odcęcem a zakresem aktywnym); U sat - napęce nasycena (tylko w W), rozgrancza nasycene od stan aktywnego,. Wększość zaznaczonych parametrów są to parametry ogranczające dozwolony obszar pracy tranzystora. I I I max I O b) n N A S Y N I U =0 I =30µA I =0µA 4 Obszar dozwolony ODIĘI I =0µA I p P tot I =0µA 3 U max U Omax n I U
POLITHNIKA RZSZOWSKA Katedra Podstaw lektronk Instrkcja Nr4 F 00/003 sem. letn Tranzystor jest elementem trójkońcówkowym, dwzłączowym, stneją węc cztery różne kombnacje znaków napęć polaryzjących oba złącza które określają jego stany pracy. U AKTYWNY INWRSYJNY NASYNIA - Rys. 3.Stany pracy tranzystora bpolarnego. Tranzystor jako element trójkońcówkowy, traktowany jako czwórnk (wejśce wyjśce sygnał) ms meć jedną z końcówek wspólną dla sygnał wejścowego wyjścowego. Daje to 3! możlwych kombnacj, jednak aby zyskwać wzmocnene mocy (jedna z zasadnczych właścwośc tranzystora) jest koneczne by baza była jedną z końcówek wejścowych a kolektor jedną z wyjścowych, co ograncza lość rzytecznych kombnacj do trzech. Są to kłady: U - p.p ZAPORO/ ZATKANI AKTYWNY NORMALNY W Wspólny emter W Wspólny kolektor W Wspólna baza Rys.4. Układy pracy tranzystora bpolarnego. Prądy zerowe: I Z = I O dla R= I S dla R=0 I R dla0<r< W R I Z - I I O I R I S I O U Omax U Omax U W I O - - I O W Rys.. Układy pomarowe prądów zerowych. Pomędzy prądam zerowym zachodz relacja: I O >I R >I S >I O b b h e c be h e ce h e ce e h e b e h e = Impedancja (rezystancja) wejścowa. h e = Współczynnk oddzaływana zwrotnego. h e = Współczynnk wzmocnena prądowego. h e = Admtancja (kondktancja) wyjścowa. Rys.6. Schemat zastępczy z oznaczenam dla kład W defncje parametrów typ h tranzystora. ) POMIARY
POLITHNIKA RZSZOWSKA Katedra Podstaw lektronk Instrkcja Nr4 F 00/003 sem. letn Uwag:. Pomary wykonać dla tranzystora kład pracy wskazanego przez prowadzącego.. Wartośc parametrów przy pomarach charakterystyk należy zgadnać z prowadzącym zajęca. 3. Podczas pomarów zwracać wagę na trzymywane stałej wartośc parametrów. 4. Pomary przeprowadzć w możlwe szerokm zakrese dopszczalnychwartośc prądów napęć. Na zajęca przygotować swój własny plan pomarów wraz z odpowednm tabelam.. Określć typ (npn albo pnp) oraz sposób wyprowadzeń końcówek tranzystora przy pomocy testera złącz. Zmerzyć charakterystyk prądowo-napęcowe złącz w ob kernkach, względnając ch dopszczalne parametry. Układ wspólnego emtera. Zestawć kład pomarowy do zbadana charakterystyk statycznych tranzystora pracjącego w kładze W. 3. Zmerzyć charakterystyk: wejścową U (I) U =par., przejścową I (I) U = par. harakterystyk te można wyznaczyć jednocześne, zmenając prąd wejścowy I merząc równocześne napęce wejścowe U oraz prąd wyjścowy I. Pomary wykonać dla trzech wartośc parametr U 4. Zmerzyć charakterystyk: wyjścową I(U ) I =par., oddzaływana zwrotnego U(U) I = par.. harakterystyk te można wyznaczyć jednocześne, zmenając napęce wyjścowe U merząc równocześne prąd wyjścowy I oraz napęce wejścowe U. Pomary wykonać dla trzech wartośc parametr I.. Ze szczególną wagą należy wykonać pomary w zakrese nasycena. Układ wspólnej bazy. Zestawć kład pomarowy do zbadana charakterystyk statycznych tranzystora pracjącego w kładze W. 6. Zmerzyć charakterystyk: wejścową U(I) U = par. oraz przejścową I(I) U = par.. harakterystyk te można wyznaczyć jednocześne, zmenając prąd wejścowy I merząc równocześne napęce wejścowe U oraz prąd wyjścowy I. Pomary wykonać dla trzech wartośc parametr U 7. Zmerzyć charakterystyk: wyjścową I(U) I = par., oddzaływana zwrotnego U(U) I = par. w zakrese aktywnym. Można je wyznaczyć jednocześne, zmenając napęce wyjścowe U merząc równocześne prąd wyjścowy I oraz napęce wejścowe U.. Po wyznaczen charakterystyk w obszarze pracy aktywnej zmerzyć charakterystyk wyjścowe w zakrese nasycena (po zmane polaryzacj złącza kolektorowego). harakterystyk prądów zerowych 8. Zmerzyć charakterystyk I R (U ) dla R=0, 0<R< oraz R= zgodne ze schematem na rys.. 9. Zmerzyć charakterystykę I 0 (U ) przekształcając odpowedno schemat na rys.. 0. Powtórzyć pomary wg pkt. 9 0 dla tranzystora komplementarnego. D) SHMATY POMIAROW 3
POLITHNIKA RZSZOWSKA Katedra Podstaw lektronk Instrkcja Nr4 F 00/003 sem. letn a) W, tranzystor npn b) W, tranzystor pnp c) W, tranzystor pnp d) W, tranzystor pnp RYS. Schematy pomarowe dla kładów wspólnego emtera (W) wspólnej bazy (W). R RYS. Schemat kład do pomar prądów I R dla tranzystora npn. 4
Parametry katalogowe wybranych tranzystorów. POLITHNIKA RZSZOWSKA Katedra Podstaw lektronk Instrkcja Nr4 F 00/003 sem. letn U max [] I max [A] I max [A] U max [] U max [] P tot [W] DP8 30 7 3 40 40przy t c 30 7 3 40 40 przy DP8 t c D 3 4 0. 0. 4 6.przy t c =40 0 D 36 4 0. 0. 4 6.przy tjmax [] U SAT [] h f T [Mhz] R thj-c [/W ] TYP 4 3. npn 0 3. pnp 00 0 npn 0-00 0-00 0. 40-0 0. 40-0 0 pnp t c =40 0 0 40 0. 80 4. 7 6-0 0 3 npn 33 40 0. 80 4. 7 6-0 0 3 pnp ) OPRAOWANI I ANALIZA NIKÓW:. Narysować (wydrkować) wszystke zmerzone charakterystyk.. Na podstawe charakterystyk złącza, narysowanych w skal logarytmczno-lnowej wyznaczyć współczynnk złącza oraz prądy zerowe (patrz nstrkcja do ćwczena dody półprzewodnkowe ). 3. Wyznaczyć parametry schemat zastępczego: a) z parametram meszanym typ h b) hybryd π,,.dla tego samego pnkt pracy tranzystora. Porównać wartośc pomarowe z oblczonym teoretyczne. Każdy stdent wykonje oblczena dla swojego wybranego pnkt pracy. 4. Narysować na jednym wykrese charakterystyk prądów zerowych. Sprawdzć teoretyczną zależność pomędzy I 0 oraz I 0.. Porównać zyskane wynk z danym katalogowym. 6. Dokonać kompleksowej analzy zyskanych wynków. Lteratra:. W. Marcnak Przyrządy półprzewodnkowe kłady scalone. W. Marcnak Modele elementów półprzewodnków 3. A.Ksy Podstawy elektronk 4. lementy półprzewodnkowe kłady scalone (katalog UNITRA MI). Gray P..,Searle.L.- Podstawy elektronk 6. Praca zborowa - Zbór zadań z kładów elektroncznych lnowych.