1 Vorbereitung außerhalb der Versuchszeit

Fachhochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
EMT- Labor
Transistorkennlinienschreiber
Stephan Schreiber
Olaf Drzymalski
Marcus-Oliver Zunk
Messung am 5.6.99
Protokoll vom 5.6.99
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EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber
Inhaltsverzeichnis
1 Vorbetrachtungen .............................................................................................................................................. 3
1.1 Die Schaltung ................................................................................................................................................ 3
1.2 Funktionsweise .............................................................................................................................................. 3
2 Versuchsdurchführung und Auswertung......................................................................................................... 4
2.1 Signale........................................................................................................................................................... 5
2.2 Kennlinienfeld ............................................................................................................................................... 6
3 Literaturverzeichnis ........................................................................................................................................... 6
EMT-Labor Transistorkennlinienschreiber
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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
Qd
Qc
Qb
Qa
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.
Die Ausgangsspannung des Summierverstärkers läßt sich mit folgendes Formel bestimmen:

R 
R
R
R
R
U a = −U e1 6 + U e 2 6 + U e 3 6 + U e 4 6 + U e 5 6 
R5 
R4
R3
R2
R1

Bei der gewählten Widerstandsbeschaltung ergibt sich nach dem Summierverstärker das noch inverse
Treppensignal.
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0
Summensignal
-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5
Der nachfolgende Inverter mit einer Verstärkung von 1 ergibt das ‚Treppensignal‘ um den Transistor
anzusteuern.
2,5
U_DA
2
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.
IB =
U DA − 0,7V
R9
400
350
Ib [µA]
300
250
200
150
100
50
0
2 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
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2.1 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.
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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 R9 erzeugt die Y- Ablenkung (indirekt über den Spannungsabfall am Widerstand gemessen).
3 Literaturverzeichni s
[1] Patzelt, R; Fürst, H.: Elektrische Meßtechnik.
Springer Verlag 1996
[2] Seifart, Manfred: Analoge Schaltungen.
Verlag Technik Berlin 1986