13.208 Transistorkarakteristikk

I denne øvingen skal du

  • bli kjent med noen av egenskapene til en transistor
  • ta opp en IK–IB-karakteristikk for transistoren. Dette er en karakteristikk som viser kollektorstrømmen IK som funksjon av basisstrømmen IB
  • studere transistoren som strømforsterker
  • studere transistoren som bryter
  • studere transistoren som spenningsforsterker

Framgangsmåte

Del 1: IK–IB-karakteristikk

Kople opp kretsen slik figur 1 nedenfor viser. Klargjør instrumentene for de
måleområdene de skal brukes på.

Figur 1 Figur 1
 

 

 

 

 

  • Ta noen prøvemålinger. Skru spenningen U forsiktig opp fra null til noen få volt. Følg med på hva amperemetrene viser. Legg merke til hva UBE viser når det tydelig begynner å gå strøm i amperemetrene, noen få mikroampere i det ene og noen få milliampere i det andre.
  • Les av en rekke sammenhørende verdier for spenningene U og UBE og for strømmene IB og IK. Ta 12–15 målinger. Start med null for U og gå opp mot 10 V.
  • Slå av instrumentene og lag en graf som viser IK–IB-karakteristikken for denne transistoren. Vurder om du må ta noen flere målinger for enkelte deler av grafen.
  • Studer de verdiene du har i tabellen. Hvilke verdier har du for UBE når det tydelig går strøm i transistoren, altså at basisstrømmen er såpass stor at vi kan si at transistoren er åpen? Kjenner vi denne spenningsverdien fra før?
    Kommenter.

Del 2: Transistoren som strømforsterker

Når du studerer grafen du har lagd, ser du at kollektorstrømmen øker ganske
jevnt etter hvert som basisstrømmen øker. Når vi endrer basisstrømmen noen
få mikroampere, endres kollektorstrømmen noen milliampere. For den lineære
delen av grafen skal vi nå bruke stigningstallet

     ΔIKIB

som et mål for hvor godt denne transistoren virker som strømforsterker.

  • Beregn strømforsterkningen i denne transistoren.

Del 3: Transistoren som bryter

Tidligere i denne øvingen har vi sett at det må gå stor nok basisstrøm – transistoren må åpnes – for at det skal gå strøm i kollektorkretsen. Vi kan altså slå kollektorstrømmen av og på ved å regulere basisstrømmen. Det er blant annet denne bryteregenskapen som har gjort transistorene så nyttige i datamaskiner.

For å vise et eksempel på dette skal vi nå gjøre noen få endringer i kretsen på figur 1:

Figur 2 Figur 2

 

 

 

 

 

 

  • Kople opp kretsen på figur 2.
  • Begynn med U lik null og skru denne spenningen forsiktig opp mot 1 V. Følg med på lysdioden, voltmeteret som viser UBE og mikroamperemeteret. Hva observerer du? Hvor stor må UBE være for at dioden skal lyse, altså for at «bryteren» skal slå inn? Forklar det du observerer, ut fra det du vet om baseemitter-«dioden» i transistoren.

13.208 Utstyr

  • npn-transistor, f.eks. BC 147 eller BC 109 eller tilsvarende
  • 2 likespenningskilder, f.eks. 0–12 V og 0–15 V
  • signalgenerator
  • 3 voltmetre
  • 2 amperemetre, det ene må kunne måle μA
  • motstander, 10 kΩ, 220 kΩ og 4,7 MΩ eller en dekademotstand
  • kondensator, 0,1 μF – 1 μF
  • lysdiode, gul eller rød
  • koplingsbrett eller koplingsplate
  • oscilloskop eller datalogger med spenningssensor