Transistorkennlinienschreiber

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1 Fachhochschule für Technik und Wirtschaft Berlin EMT- Labor Transistorkennlinienschreiber Stephan Schreiber Olaf Drzymalski Marcus-Oliver Zunk Messung am Protokoll vom 5..99

2 Seite 2 EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber Inhaltsverzeichnis 1 Vorbetrachtungen Die Schaltung Funktionsweise Versuchsdurchführung und Auswertung Signale Kennlinienfeld... 3 Literaturverzeichnis...

3 EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber Seite 3 1 Vorbetrachtungen Um das Ausgangskennlinienfeld eines Transistors aufzunehmen, ist erforderlich die Spannung am Kollektor und den Kollektorstrom, bei unterschiedlicher Basisansteurung, zu variieren und aufzunehmen. Die aufgebaute Schaltung besteht aus drei Abschnitten. Der erste Teil bildet ein Binärzähler, dieser steuert einen Summierverstäker an. Um die dabei auftrettende Invertierung wieder auszugleichen, folgt noch ein invertierender Verstärker, dieser steuert dann die Basis des Transistors an. 1.1 Die Schaltung 1.2 Funktionsweise Der Sync- Ausgang des Funktionsgenerators (TTL- Pegel) wird mit dem Zählereingang verbunden. Dadurch wird mit jeder kompletten Periode der Zählerstand um 1 erhöht. Somit ergeben sich an den Zählerausgängen folgende Zustände. Qd Qc Qb Qa Die Ausgangsspannung des Summierverstärkers läßt sich mit folgendes Formel bestimmen: U a = U e1 1 e2 2 e3 3 e4 4 e5 5 Bei der gewählten Widerstandsbeschaltung ergibt sich nach dem Summierverstärker das noch inverse Treppensignal.

4 Seite 4 EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber 0-0,5 Summensignal -1-1,5-2 -2,5 Der nachfolgende Inverter mit einer Verstärkung von 1 ergibt das Treppensignal um den Transistor anzusteuern. 2,5 2 U_DA 1,5 1 0,5 0 Mit diesem Signal wird über eine Vorwiderstand die Basis des Transistors angesteuert. Dieses Signal sorgt also dafür, daß der Transistor jeweils während einer Periode mit dem gleichen Spannungspegel angesteuert wird. Während der nächsten Perioden wird der Transistor dann immer etwas stärker durchgesteuert. Die Ausgangsseite des Transistors wird mit einem Dreieckssignal, das nur im positiven Bereich liegt, versorgt. Der Transistor im Kollektorzweig des Transistors dient als Treiber (Emitterfolger), damit der Ausgangswiderstand (50Ω) des Funktionsgenerators keinen Einfluß auf das Meßergebnis hat. Um den Spannungsabfall an der Basis- Emitter- Strecke des Treibertransistors auszugleichen, wurde der Gleichspannungsanteil des Ausgangssignals um ca. 0,7V erhöht. Unter Berücksichtigung des Basisvorwiderstandes und eines angenommenen Spannungsabfall von 0,7 über die Basis- Emitter- Strecke des Testtransistor, ergeben sich folgende Basisiströme. I B U = DA 0,7V 9 Ib [µa] Versuchsdurchfüh rung und Auswertung Folgende Meßmittel wurden bei diesem Versuch eingesetzt. - Oszilloskop: Philips PM 3384 (100 MHz/200 MSample/s) - Funktionsgenerator: Philips PM 5139 (20 MHz) - Multimeter: Fluke 45

5 EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber Seite Signale Bei dem Basissignal für die Ansteuerung der Schaltung handelt es sich um ein Dreiecksignal mit einer Frequenz von 1kHz (9Vss+5Vdc). Der Gleichspannungsanteil wird dabei so groß gewählt, daß das Ausgangssignal keine negativen Anteile mehr enthält. Mit diesem Signal wird Ausgangsseite des Transistors versorgt. Dieses Treppensignal ergibt sich am Basisvorwiderstand des Transistors.

6 Seite EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber Aus diesem Bild ist der zeitliche Zusammenhang zwischen dem Dreieckssignal und der Treppenspannung ersichtlich. 2.2 Kennlinienfeld Hierbei handelt es sich um das Ausgangskennlinienfeld des Testtransistors. Dieses Schirmbild ergibt sich, wenn das Osziloskop in XY- Betrieb geschaltet wird. Dabei sorgt der Spannungsabfall über die Kollektor- Emitter- Strecke für die X- Ablenkung. Der Stromfluß durch den Widerstand 9 erzeugt die Y- Ablenkung (indirekt über den Spannungsabfall am Widerstand gemessen). 3 Literaturverzeichni s [1] Patzelt, ; Fürst, H.: Elektrische Meßtechnik. Springer Verlag 199 [2] Seifart, Manfred: Analoge Schaltungen. Verlag Technik Berlin 198