Kennlinienaufnahme des Transistors BC170

Transkript

1 Kennlnenufnhme des Trnsstors 170 Enletung polre Trnsstoren werden us zwe eng benchbrten pn-übergängen gebldet. Vorrusetzung für ds Funktonsprnzp st de gegensetge eenflussung beder pn-übergänge, de nur be sehr gernger sswete möglch wrd. De Schchtfolge der dre betelgten Hlbletergebete bestmmt den Typ der Trnsstoren: npn oder pnp. nwendung: Verstärkertrnsstoren, Schlttrnsstoren oder nch hrer Lestung n Klensgnl- bzw. Lestungstrnsstoren. Grundschltungen: ssschltung, Emtterschltung, Kollektorschltung De Emtterschltung st de m häufgsten ngewndt wrd. Kennlnenfelder n Emtterschltung: m Trnsstor stehen er Größen (Engngsstrom und spnnung, usgngsstrom und spnnung) zuennder n ezehung. Se hängen wegen der Verkopplung über de Sperrschchten onennder b und beenflussen sch gegensetg. Ds Kennlnenfeld enes polrtrnsstors mt rbetsgerde (gestrchelt), Verlustlestungshyperbel (strchpunktert) und nstegswnkeln der Kennlnen m rbetspunkt : Versuch P tot 300 mw cmx 100 m Emx 30 V 1. Prüfung der pn Strukturen uf hre Funkton (R bzw. R 0 ensetzen) mt enem Ohmmeter. Tbelle Strecke E Strecke Strecke E Durchlssrchtung 0 0 Sperrrchtung 1

2 2. ufnhme der Engngskennlne Ds Engngskennlnenfeld st de Drstellung E f (, E ) n der Form E f ( ) mt E ls Prmeter. Der Enfluß on E knn mest ernchlässgt werden. n der Engngskennlne f ( E ) snd der Engngsstrom und spnnung erknüpft. Prmeter E 5 V f ( E ) Schltung Messwerte E n V 0,2 0,5 0,55 0,6 0,63 0,65 0,66 n µ ufnhme der usgngskennlne m usgngskennlnenfeld wrd f (, E ) n der Form on usgngskennlnen f ( E ), de lso usgngsstrom und spnnung erknüpfen, mt ls Prmeter drgestellt. Es gbt uch de ussteuerbrket n ezug uf Kurenform und Lestung n. Dese Nutzbrket der usgngskennlnen wrd be den pn- Übergängen durch de mxmle zulässge Verlustlestung bzw. de Durchbruchsspnnung begrenzt. 15 V E 0,68 V Prmeter n µ 2

3 Schltung Messwerte n µ E n V 0,1 0,2 0, n m 1,45 1,9 1,95 1,95 1,97 2 2,12 2,25 2, ,75 4,1 4,2 4,2 4,2 4,3 4,7 5,0 5,1 40 4,1 5,9 6,0 6,0 6,0 6,1 7,0 7,3 8,0 60 5,0 8,8 9,2 9,3 9, ,0 12,1 12,5 13,9 14,2 14,8 16,2 18,8 19,2 4. Ermttlung der Übertrgungskennlne Ds Stromübertrgungskennlnenfeld st de Drstellung on f (, E ) n der Form f ( ) mt E ls Prmeter. Der Enfluss knn mest ernchlässgt werden, so dss näherungswese ene Stromübertrgungskennlne entsteht, n der usgngsstrom und Engngsstrom erknüpft snd. Dese Kennlne erläuft nnähernd lner und se dent zur Entnhme des Glechstromerstärkers be jewelgen rbetspunkt. Prmeter E 5 V Messwerte: n µ n m 1,67 2,1 5,2 7,5 11,1 15,3 3

4 erechnung der Verlustlestungshyperbel e Verwendung und Dmensonerung on Trnsstorschltungen, sollte zu egnn de sogennnte Verlustlestungshyperbel n ds usgngskennlnefeld engetrgen werden. 1, 5 600m 0,1V 0,2V 0,5V 3 E E 300m 150m 75m 1V 2V 4V E E 37, m 25m 21, 4m 8V 12V 14V 5 E P 16V tot 18, 7 E m E E E E 4

5 ntersuchungen m dynmschen Verstärker mt polrtrnsstor Es snd durch messtechnsche Verfhren de Egenschften der 3 Grundschltungen nchzuwesen und gegebenenflls mt den grfsch ermttelte sowe durch de Erstzschltung mt den rechnersch ermttelten Werten zu erglechen. 1.Emtterschltung geg: Trnsstor 170 messtechnsch ermttelte Kennlnen P tot rbetspunkt (P) E 5V 10V (ohne R E ) 10m ess 30mV e 15mV für e, f 1kHz R E für RE 1V Schltung Dmensonerung der Schltung für den gegebenen P ) P V -Hyperbel b) R-Gerde erechnung zur Dmensonerung R R E 10V 5V 500Ω 10m R1 E E 10V 0,7V R Ω 27,2kΩ + 6* 6 *57µ R1 R2 E 0,7V R2 2456Ω 5* 5*57µ 5

6 Messtechnsche Ermttlung sttscher Werte Verglech mt den rechnersch sowe grfsch ermttelten Werte. Messtbelle Rechnersch Grfsch Messtechnsch 1. E 5 V 5 V 5,27 V 2. E 0,7 V 0,66 V 0,69 V m 10 m 9,44 m µ 57 µ 50 µ erechnung: - be mxml symmetrsche ussteuerung st R glech E 5V 10V R * 10V 500Ω *10m V E 5V 2 2 E 5 E 0,699V E R2 *5* 2456Ω *5*57µ 0, 699V 57µ * R 5* 2456Ω E 5V 10m R 500Ω Messtechnsche Ermttlung dynmscher Werte 5 2 Verglech mt den rechnersch sowe grfsch ermttelten Werten (sowet möglch bzw. snnoll). nlegen on ess 30mV eff 21,21mV, f 1kHz Erstzschltung 6

7 grfsch ermttelte Werte: 0, 6m E 2V 57µ T 30mV r E 2V 3, kω 0,6m E 33 erechnung über de Erstzschltung rechnersch ermttelte Werte: r E T 30mV 526,32Ω 526Ω 57µ R L 3 kω r R // R2 // r 426,26Ω 427Ω r R R // r 379,7Ω 380Ω e 1 E // L E u e * r E // R T // R L 10m*379,7Ω 30mV 126, e * re // R // RL * R1 // R2 * R T L // r E 10m*379,7Ω * 426,62 17, mV *3kΩ P u * 126,57 * mt gemessenen Werte berechnet: u e 1,8V 15mV 120 e 509µ 18,85 27µ P u * 120 *18, e e * re 27µ *526,62Ω 14,2mV 14mV * RL 509µ *3000Ω 1, 5V e 15mV 1,8 V e 28,4µ 28µ 600µ r 526,62Ω R 3000Ω E L r RV 220Ω Ω ,8 V 1 1 1,5V e r R * ( 1 ) 3000Ω * 1 857Ω R l R l 1,8 V 1,4V 7

8 Tbelle Rechnersch Grfsch Messtechnsch r e 3,33 kω 3,33 kω r e 526 Ω 526 Ω eeff 14 mv 15 mv 1,5 V 1,8 V u e 28 µ 27 µ 600 µ 509 µ 18 18,85 p r (be R V 10Ω) 380 Ω 857 re (be R L 3kΩ) 427 Ω 1100 Grenzfr. fu 374 Hz 400 Hz Grenzfr fo 250 khz nmerkung zu den Grenzfrequenzen 1. De Frequenz, be der de Stromerstärkung h 21e uf 70,7 % (um 3 d) hres Wertes be nedrgen Frequenzen h 21e (f 0) bgefllen st, wrd ls ß-Grenzfrequenz f ß bezechnet. n unserem Fll ls f untere Grenzfrequenz bezechnet. 2. De Frequenz, be der de Stromerstärkung h 21e 1 bgefllen st, wrd ls f 1 - Frequenz bezechnet. n unserem Fll ls f o obere Grenzfrequenz bezechnet. Formel zur erechnung des Engngskondenstors fu 373,6Hz 374Hz 2 * Π * * r 2 * Π *1µ F * 426,6Ω e 8

9 Trnsstor-Kennlnen Steuerkennlnenfeld f ( ) usgngskennlnenfeld f ( E ) Engngskennlnenfeld f ( E ) Engngskennlnenfeld f( E ) Es hndelt sch dbe um ene Dodenkennlne, der PN-Schcht zwschen ss und Emtter. Se bestmmt be welcher ssorspnnung der Trnsstor letend wrd. usgngskennlnenfeld f ( E ) Ds usgngskennlnenfeld gbt den Zusmmenhng zwschen Kollektorstrom und Kollektor- Emtter-Spnnung E be erschedenen ssströmen n. Jede Kennlne glt für enen bestmmten ssstrom Steuerkennlnenfeld f ( ) us der Drstellung f ( ) knn de Stromerstärkung drekt us der Stelhet der Kennlne bgelesen werden: je steler de Kennlne, desto größer de Stromerstärkung und ß be gekrümmten Kennlnen entstehen Verzerrungen m usgngssgnl be gekrümmten Kennlnen st de Verstärkung ncht konstnt 9

10 De Steuerkennlne wrd uch ls Übertrgungskennlne bezechnet. Glechstromerstärkung Wechselstromerstärkung ß 10