Měření V-A charakteristik tranzistoru - Laboratorní úloha

1) Název úlohy:

Měření V-A charakteristik tranzistoru

2) Úkol měření:

1. na předloženém tranzistoru v zapojení SE změřte hybridní charakteristiky:

   1. výstupní charakteristiku

   2. vstupní charakteristiku

   3. převodní charakteristiku

2. sestrojte hybridní soustavu charakteristik (do jednoho grafu)

3. ve zvoleném pracovním bodě určete h parametry tranzistoru

4. proveďte rozbor chyby měřící metody

5. proveďte rozbor přesnosti měření a výpočtu měření

3) Měřící metoda:

Jedná se o tranzistor typu npn. Z katalogu odečtete mezní parametry, které budete potřebovat pro realizaci měření:

Tranzistor KF 508 NPN:

Maximální napětí kolektor – báze: UCBO > 75 V při IC = 0,1 mA

Maximální napětí kolektor – emitor: UCER = 60 V při RBE < 500 Ω

Maximální napětí emitor – báze: UEBO > 7 V při IE = 0,1 mA

Maximální proud kolektoru: IC= 500 mA

Maximální teplota přechodu: υJ = 200˚C

Proudový zesilovací činitel: [UCB = 10 V] h21e = 90 – 300

Tranzistor jakožto nelineární obvodový funkční prvek si můžeme nahradit dvojbranem, který bude popsán soustavou dvou hybridních rovnic, ve kterých vystupují hybridní parametry h.

U1 = h11.I1 + h12.U2

I2 = h21.I1 + h22.U2

Indexy 1 se vztahují ke vstupní straně dvojbranu, indexy 2 označují výstupní veličiny. Parametry h měření při nízkých kmitočtech jsou reální čísla, při vyšších kmitočtech se jedná o záležitost komplexní.

Vstupní odpor při výstupu nakrátko U2=0: h11e = UBE/Ib [Ω]

Zpětný přenos napětí při vstupu naprázdno IB=0: h12e = UBE/UCE [−]

Proudové zesílení v přímém směru při h21 = IC/IB [−]

výstupu nakrátko U2=0

výstupní vodivost při vstupu naprázdno I1=0: h22 = IC/UCE [Ω-1]

Toto náhradní zapojení je možné použít jen pro malé změny elektrických veličin v okolí pracovního bodu. V zapojení se společným emitorem je možné psát:

ube = h1e( ibe, uce ) ice = h2e( ibe, uce )

IC

Zapojení se společným emitorem

IB UCE

UBE

Příklad V-A charakteristiky bipolárního tranzistoru:

IC[ mA] výstupní charakteristika

převodní charakteristika

UCE = konst. IB = konst. [μΑ]

h21E

h22E

IB [mA ] UCE [ V ]

h11E h12E

UCE = konst. IE = konst.

Charakteristika zpětného přenosu

Vstupní charakteristika

UBE [ V ]

Schéma zapojení:

4) Použité měřící přístroje:

Ozn. Přístroj Výrobce Typ Rozsah Inventární číslo Třída přesnosti A1 ampérmetr Metra Blansko DU20 300 mA A1 – L – 312 1,5 A2 multimetr Metex M-3650B 200 mA 6-L-077/02 1,2 + 1dgt V1 multimetr Metex M-3650B 2 V 5 – L – 516 0,3 + 1dgt V2 multimetr Metex M-3650B 20 V 5 – L – 517 0,3 + 1dgt SZ1 ss stab. zdroj Tesla BS 525 0 – 30 V 5 – L – 451 SZ2 ss stab. zdroj Tesla BS 525 0 – 30 V 5 – L – 451 RB 100kW

5) Naměřené a vypočtené hodnoty:

a) výstupní charakteristiky:

IB = 30 µA Uce [V] 0,015 0,03 0,05 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Ic [µA] 50,1 85,2 100 120 128 131 134 137 140 IB = 100 µA Uce [V]