Kot uvod k tokratnim ugankam sestavimo vezje, ki ga vidimo na sliki 10 in malce spregovorimo o njegovem delovanju. S takšnim vezjem lahko preverimo delovanje kakšnih majhnih NPN tranzistorjev, na primer BC548B, poleg tega pa lahko izmerimo tudi njegovo tokovno ojačenje (hFE).
Namesto BC548B lahko vzamemo katerikoli tranzistor podobnih karakteristik in za podobne namene, za napajanje pa bo dobra tudi baterija z napetostjo 4,5 ali 6 V – kar ne bo bistveno vplivalo na rezultate meritev. Vrednosti uporov pa naj le ostanejo takšne, kot so označene na sliki.
No, pa poglejmo, kako vezje sploh deluje. Iz + pola napajanja teče prek uporov Rb1 in Rb2 tok Ib v bazo tranzistorja T1. Kako velik bo ta tok, je odvisno od padca napetosti na uporih in od njune upornosti. Padec napetosti na uporih bo enak napajalni napetosti, ki ji odštejemo padec napetosti ki predstavlja bazno prednapetost, Ube. Kadar tranzistor prevaja, znaša Ube okrog 0,6 V, ostanek – 4,4 V pa imamo na serijski vezavi upora Rb1 in Rb2.
Rb1 je spremenljiv upor (trimer) s katerim lahko nastavljamo bazni tok tranzistorja. Kadar je upornost Rb1 največja, bo imel Ib vrednost, glej formulo! Kadar pa je upornost Rb1 najmanjša (Rb1 = 0), bo tok določal le upor Rb2, Ib pa bo imel vrednost, glej formulo! Sklepamo lahko: bazni tok se bo nahajal nekje med 1 in 100 µA, odvisno od položaja drsnika trimerja Rb1. Kako visok je ta tok v nekem trenutku, merimo z mikroampermetrom µA.
Tranzistor ima to lastnost, da lahko ojači tok. Za to vrsto tranzistorjev znaša tokovno ojačenje (hFE) nekje od 200 do 450. To pomeni, da bo kolektorski tok tranzistorja, Ic, v vsakem trenutku 200 – 450-krat večji od njegovega baznega toka. Če na primer vzamemo, da je tokovno ojačenje nekega tranzistorja 300, bi se njegov kolektorski tok gibal nekje v območju od 300 µA do 30 mA.
Če je res tako, lahko hitro preverimo z merjenjem kolektorskega toka z miliampermetrom mA. Rezultati takšnih merjenj so prikazani v prvih dveh vrsticah tabele1 V tretji vrstici smo izračunali tokovno ojačenje po formuli, glej formulo! Opažamo, da se tokovno ojačenje tranzistorja, na katerem smo izvajali meritve, pri manjših tokovih “vrti” okrog vrednosti 300, potem pa se začne hitro zmanjševati. In tako smo prišli do naše prve tokratne uganke :
6. uganka: zakaj se tokovno ojačenje tranzistorja začne hitro zmanjševati, ko kolektorski tok doseže neko vrednost?
Čisto običajen pojav je, da je tokovno ojačenje nekega tranzistorja pri majhnih tokovih konstantno ali pa le postopno narašča z naraščanjem kolektorskega toka, začenja pa upadati, ko kolektorski tok doseže neko, za vsako posamezno vrsto tranzistorja drugačno karakteristično vrednost. Poleg kolektorskega toka na tokovno ojačenje vpliva še cela vrsta drugih dejavnikov, kot sta recimo napetost med kolektorjem in emitorjem ali temperatura. Poskusite se med meritvijo le s prstom dotakniti tranzistorja in si oglejte, kaj se dogaja s kolektorskim tokom: naraščal bo, saj s segrevanjem tranzistorja povečujemo njegovo tokovno ojačenje!
Vendar to naglo zmanjšanje tokovnega ojačenja nima nikakršne povezave s karakteristikami tranzistorja, ampak je vzrok upor Rc. V dosedanji analizi smo popolnoma zanemarili njegov vpliv na tok Ic. Za to smo imeli tudi upravičen razlog, saj je pri majhnem toku Ic majhen tudi padec napetosti na uporu Rc, zato ga lahko zanemarimo. Ko pa kolektorski tok narašča, postaja padec napetosti na uporu Rc vse večji, zato se bo na drugi strani zmanjšala napetost med kolektorjem in emitorjem, ki je na sliki označena z Uce. Napetost Uce lahko izmerimo z voltmetrom V, če ga priključimo tako, kot je prikazano na sliki 10. V tabeli 2 smo podatke vseh meritev dopolnili še s temi.
Majhne uganke za mlade elektronike (3)
2015_SE228_57
