tc uludağ üniversitesi mühendislik fakültesi elektrik
advertisement
Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor To remove this notice, visit: www.foxitsoftware.com/shopping T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK - ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY 3: BİPOLAR TRANZİSTÖR (BJT) KARAKTERİSTİKLERİ Tranzistörün giriş karakteristiği Tranzistörün çıkış karakteristiği Tranzistörün kutuplanması DENEY GRUBU I. EĞİTİM :.................. Grubu Numara II. EĞİTİM Ad Soyad DENEYİ YAPANLAR RAPORU HAZIRLAYAN :................................................................... Deneyin yapılış tarihi Raporun geleceği tarih ......../......./2013 ......../......./2013 Raporun geldiği tarih ......../......./2013 Gecikme .........gün Değerlendirme notu Rapor Notu Raporu değerlendiren Gecikme notu Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor To remove this notice, visit: ELN3303 ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY NO: 3 www.foxitsoftware.com/shopping DENEY 3: BİPOLAR TRANZİSTÖR (BJT) KARAKTERİSTİKLERİ I. Ön Bilgi Tranzistör, elektronik devrelerde en çok kullanılan elemanlardan biridir. Genellikle anahtarlama elemanı veya kuvvetlendirici olarak kullanılır. Tranzistör, akım kontrollü bir elemandır. Kollektör akımı, baz akımı ile kontrol edilir. Bu deneyde bipolar tranzistör (Bipolar Junction Transistor, BJT ) karakteristikleri incelenecektir. Bipolar tranzistör, N tipi ve P tipi üç yarıiletken katmandan oluşan bir yarıiletken elemandır. N ve P tipi bölgelerin yerleşimine göre tranzistör, NPN veya PNP olabilir. Şekil 3.1’de NPN ve PNP tranzistörlerin yapıları ve sembolleri gösterilmiştir. PNP NPN C IC N B P N C C IC P B B C IB N P B IB IE E IE E E E Şekil 3.1. NPN ve PNP tranzistörlerin yapısı ve sembolleri. Tranzistör, iki PN jonksiyonundan (CB, BE) oluşmuştur. Tranzistörün üç çalışma modu vardır. Bu çalışma modları BE ve CB jonksiyonlarının durumuna göre belirlenir. Aşağıdaki tabloda BE ve CB jonksiyonlarının durumuna göre tranzistörün çalışma modları gösterilmiştir. Ters aktif bölge kullanılmamaktadır. Aktif bölge dendiğinde, ileri aktif bölge anlaşılmalıdır. CB jonksiyonu Tıkama İletim Tıkama İletim BE jonksiyonu Tıkama Tıkama İletim İletim Çalışma modu Kesim Ters aktif İleri aktif Doyma Şekil 3.2. Tranzistörün giriş ve çıkış karakteristiği. 2/6 Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor To remove this notice, visit: ELN3303 ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY NO: 3 www.foxitsoftware.com/shopping Tıkama modunda tranzistörden akım akmaz (sızıntı akımları hariç). Aktif bölgede ise kollektör akımı baz akımı ile orantılı olarak değişir. Tranzistör kuvvetlendirme amacı için kullanılıyorsa aktif bölgede çalıştırılmalıdır. Eğer anahtar olarak kullanılmak isteniyorsa kesim ve doyma bölgelerinde çalıştırılmalıdır. Kesim bölgesi anahtarın açık konumunu, doyma bölgesi ise anahtarın kapalı konumunu gösterir. Şekil 3.2’de tranzistörün giriş ve çıkış karakteristikleri gösterilmiştir. Ayrıca çıkış karakteristiği üzerinde çalışma modları gösterilmiştir. Tranzistörlü bir devre tasarlanırken öncelikle çıkış karakteristikleri üzerinde Q çalışma noktasının belirlenmesi gerekir. Şekil 3.3’de gösterilen çıkış karakteristiği üzerindeki doğruya yük doğrusu denir ve Q çalışma noktası bu doğru üzerinde bulunur. Örneğin bir kuvvetlendirici devresi tasarlamak isteniyorsa çıkışta maksimum genlikli çıkış işareti elde edebilmek için tranzistörün aktif bölgenin ortasında kutuplanması gerekir. Tranzistörün kutuplanması demek girişe herhangi bir AC işaret uygulanmadığı durumda DC işaretlerin belirlenmesi demektir. Şekil 3.5’deki devre dikkate alındığında tranzistör kesimde olduğunda kollektörden sızıntı akımları dışında akım ( ) akmayacağından çıkışta VCC elde edilir. Benzer şekilde doyma bölgesinde = ⁄ ) ulaşır olacağından kollektör akımı maksimum değerine (( − ( ))⁄ ≅ ( ( )değeri oldukça küçüktür. Örneğin BC547B tranzistörü için 0,2V’tur ve ’ye göre ihmal edilebilir). Tranzistörün çalışma noktasını belirlemek için ön gerilimleme (kutuplama) yapılması gerekir. Bunun için tranzistörün bazından bir DC akım akıtılması gerekir. Bu akım girişe bir DC gerilim kaynağı bağlanarak gerçekleştirilebilir. Bu durumda devrenin iki güç kaynağına ihtiyacı olur. Bunun yerine Şekil 3.4’de gösterildiği gibi bir ön gerilimleme devresi kullanılabilir. Burada ön gerilimleme devresi olarak gerilim bölücü kullanılmıştır. Ön gerilimleme devresi çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir. +10V RC=1k R1 R2=10k Şekil 3.4. Şekil 3.3. Tranzistörün çıkış karakteristiği ve yük doğrusu II. Ön Hazırlık Şekil 3.4’deki devre için yük doğrusunu çiziniz. Q çalışma noktası yük doğrusunun tam ortasında olması için R1 direncinin değeri ne olmalıdır? Hesaplamalarda = 0,7 ve ℎ = = 200 alınız. Ön gerilimleme devresine örnek bir devre çiziniz. 3/6 Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor To remove this notice, visit: ELN3303 ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY NO: 3 www.foxitsoftware.com/shopping III. Deneyin yapılışı 1. Şekil 3.5’deki devreyi kurunuz ( eğerüç adet ölçü aleti yoksa ölçü aletlerini önce IB=f(VBE) sonra da IC=f(IB) karakteristiğini elde edecek şekilde bağlayınız). Girişteki ayarlı gerilim kaynağını değiştirerek çeşitli baz akımı (IB) değerleri için kolektör akımını (IC) ve baz – emetör gerilimini (VBE) ölçünüz. Ölçtüğünüz değerleri aşağıdaki tabloya yazınız. Daha sonra IB=f(VBE) (tranzistörün giriş karakteristiği) ve IC=f(IB) grafiklerini çiziniz (40P). IB RC 270 IC VBE +5V A RB A 470k 0-15V V Şekil 3.5. IB(mA) IC(mA) VBE(V) IB(mA) Yorum..................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ 4/6 Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor To remove this notice, visit: ELN3303 ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY NO: 3 www.foxitsoftware.com/shopping ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2. Şekil 3.6’daki devreyi kurunuz. Ayarlı gerilim kaynağını değiştirerek çeşitli kolektör akımı (IC) değerleri için kolektör – emetör gerilimini (VCE) ölçünüz. Ölçtüğünüz değerleri aşağıdaki tabloya yazınız. IB baz akımını ölçünüz. Daha sonra IC=f(VCE) (tranzistörün çıkış karakteristiği) grafiğini çiziniz (40P). IB=..................... IC RC VCE 270 A 0-15V RB 470k V 5V Şekil 3.6. IC(mA) 5/6 VCE(V) Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor ELN3303 ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I To remove this notice, visit: DENEY NO: 3 www.foxitsoftware.com/shopping Yorum..................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 3. Şekil 3.4’deki devreyi kurunuz. R1 direnci olarak ön hazırlıkta hesapladığınız değeri kullanınız. ICQ ve VCEQ değerlerini ölçünüz (20P). ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ IV. Raporda istenenler 1. Deneyin yapılışı sırasında istenen grafikleri çiziniz. 2. Bu grafiklerden yararlanarak tranzistörün aktif bölgedeki akım kazancını (hfe, ) hesaplayınız. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 3. Deneyin yapılışı kısmındaki 3.adımda bulduğunuz değerler ile olması gereken değerler arasında bir fark varsa nedenini açıklayınız. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 6/6
