Ministerul Educaiei al Republicii MoldovaUniversitatea Liber Internaional din MoldovaFacultatea Informatic i InginerieCatedra TII

DARE DE SEAMLucrare de laborator 4Disciplina: Bazele electrotehnicii i electroniciiTema: Msurarea caracteristicilor curent/tensiune ale tranzistorului bipolar npn

A efectuatstudientul gr. TI-11 Semntura Tacu Ion

A verificat Semntura Dubcovechi I.

Chiinu 20142

Lucrarea de laborator Nr.4Tema: Msurarea caracteristicelor curent/tensiune ale tranzistorului bipolar npn.Scopul: Deprinderea practic de a lucra cu utilajul electric de laborator. Metoda de utilizare a aparatelor de msurat tensiunea, intensitatea. Modul n care se msoar tensiunea sau intensitatea unei ramure tranzistor.Prezentare general: Un tranzistor bipolar este constituit din trei zone alternante ca dotare PNP sau NPN realizate pe acelai monocristal. Zona de la mijloc este foarte subire n comparaie cu celelalte i poart denumirea de baz (B). Zonele extreme sunt denumiote n funcie de polarizarea extern, emitor (E) i colector (C). Cele trei regiuni au contacte ohmice care sunt scoase n afara capsulei tranzistorului i se numesc terminale.

n funcie de tipul zonelor (N sau P) care sunt alternante, exist dou tipuri de tranzistoare: PNP i NPN (fig.1). Datorit modului de realizare, apar dou jonciuni PN: jonciunea emitor-baz (EB) i jonciunea baz-colector (BC) ce pot fi asimilate cu dou diode semiconductoare.Concentraia de purttori n emitor (electroni) fiind mult mai mare dect n baz i deoarece jonciunea EB este polarizat direct de la o surs extern UEB (fig.3), are loc o injecie masiva de electroni din emitor n regiunea bazei unde gsete un numr mult mai mic de goluri. Aceste goluri se recombin cu o mic parte din electronii injectai. Datorit faptului c baza este foarte subire majoritatea electronilor strbat aceast regiune i ptrund n zona colectorului. Jonciunea BC fiind polarizat n sens invers apare un cmp electric care accelereaz, electronii venii din baz spre colector. n regiunea colectorului electronii venii din baz se recombin cu golurile sosite de la sursa de alimentare. Se remarc astfel, c dei jonciunea BC este polarizat invers, prin ea trece un curent mare, aproape egal cu curentul direct al jonciunii EB.Aceasta reprezint principala proprietate a efectului de tranzistor care poate fi enunat astfel: printr-o jonciune polarizat invers poate trece un curent mare dac n imediata vecintate se gsete o jonciune polarizat direct. n cazul n care grosimea bazei este mare (mai mare ca lungimea de difuzie a purttorilor din emitor n baz) atunci efectul de tranzistor este inexistent i cele dou jonciuni nseriate sunt independente.Fig.2. Curenii tranzistorului bipolar

n fig.2 este reprezentat fluxul de purttori de sarcin prin tranzistorul de forma NPN. Curentul de emitor este format din dou componente

Curentul IEN se datoreaz electronilor majoritari iar curentul IEP este curentul invers (datorat golurilor) al jonciunii BE care este foarte mic i se poate neglija.Curentul de colector este format dintr-o fraciune "" a curentului de electroni ai emitorului i din curentul invers de goluri al jonciunii BC notat ICB0:

Factorul are valori uzuale de ordinul 0,900...0,999. Curentul ICB0 este de dorit a fi ct mai mic. El reprezint astfel zis factorul de calitate al unui tranzistor. n majoritate aplicaiilor acest curent se poate neglija.Curentul bazei este determinat de curentul invers al jonciunii BE (IEP), de curentul de recombinare ai electronilor cu golurile din baz (IRB) i de curentul ICB0:

Pe baza consideraiilor de mai sus putem scrie relaia fundamental de funcionare a tranzistorului: Mersul lucrrii:Pentru stabilirea caracteristicilor curent/tensiune a tranzistorului bipolar ne-am folosit de urmtoarea schem:E1E2R2R1

Fig.3 Schema de lucru.Tranzistorul a fost conectat cu emitor comun.Caracteristica de intrare: reprezint variaia curentului de baza n funcie de tensiunea UBE. Ea se determin meninnd din R2 o tensiune UCE constant i se variaz cu P1 tensiunea de polarizare a bazei UBE. Se msoar IB i UBE. Aceast caracteristic este asemntoare cu a unei jonciuni PN polarizat direct. Apariia curentului IB i implicit a curentului IC, are loc numai la depirea unui prag de tensiune UD numit tensiune de deschidere. Aceast tensiune depinde de materialul semiconductor. Astfel pentru tranzistoarele cu Si deschiderea are loc pentru tensiuni UBE cuprinse ntre cca 0,5 V i 0,65 V iar pentru cele cu Ge intre 0,1 V i 0,2 V.1. A-m aflat caracteristica de intrare curent/tensiune cnd UCE=0 IB

IBUBE

0,010,003

0,020,012

0,040,025

0,10,046

0,170,1

0,380,2

0,940,31

1,580,41

3,460,5UBE

9,150,56Fig.4 Caracteristica curent/tensiune UCE=0

2. Caracteristica de intrare curent/tensiune cnd UCE=5VIB

IBUBEUBE

0,010,1

0,120,2

0,540,3

1,240,4

2,220,5

3,350,6

40,7

4,680,73

Fig.5 Caracteristica curent/tensiune UCE=5V

Caracteristica de ieire exprim variaia curentului de colector IC n funcie de UCE pentru diferite valori ale curentului de baz IB. Pentru determinarea ei, se stabilete cu R1 o anumit valoare a curentului de baz IB care se menine constant. Apoi cu R2 se modific tensiunea UCE corespunztor. Studiul acestei caracteristici arat c la un curent de baz constant, curentul de colector crete foarte puin cu UCE i de multe ori n practic el se consider ca independent de aceast tensiune. IC depinde n mod esenial de IB i deci de UBE.3. Caracteristica de eire cnd la baz se aplic 0,1mAICCaracteristica de eire cnd IB=0.1mA

IcUCE

00

0,350,54

0,351,02

0,351,5

0,362,08

0,362,54

0,363,02

0,363,5

0,374,05

0,374,5UCE

0,375

Fig.6 Caracteristica curent/tensiune IB=0.1mA

4. 5. Caracteristica curent/tensiune cnd IB=0.22mAIC

ICUCE

00

1,360,7

1,371,03

1,391,58

1,42,05

1,422,6

1,433

1,453,45

1,484,71

1,54,85UCE

Fig.7 Caracteristica curent/tensiune. IB=0.22mA

Concluzii: n urma examinrii datelor obinute n timpul lucrrii putem observa c tranzistorul examinat e construit pe baz de germaniu. Conform fig4 i fig5 observm c deschiderea tranzistorului are loc la UBE0.2V. Iar n fig6 i fig7 observm c curentul la eire din tranzistor nu se schimb esenial, ceea ce arat c valoarea curentului la eire depinde de curentul ce se aplic la baz i nu depinde de tensiunea colector/emitor.