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Versuch Nr. 26 26. Kennlinien von Glühlampe, Z-Diode und Transistor
Aufgaben: 1. Bauen Sie die Schaltung nach Abb. 1 auf und messen Sie die U(I)-Kennlinien einer Kohlefade- und einer Metallfadenlampe. Achten Sie darauf, daß die maximale Betriebsspannung der Lampe nicht überschritten wird. Tragen Sie die erhaltenen U, I-Wertepaare in Millimeterpapier ein. 2. Bauen Sie die Schaltung nach Abb. 2 auf und messen Sie damit die I(U)-Kennlinie der Zenerdiode (beide Äste)
Absolute Grenzwerte der Z-Diode: Imax= 100mA, Pmax=250mW. Achten Sie darauf, dass diese Werte NIE überschritten werden. Stellen Sie folgende Stromwerte ein: 1µA, 2µA, 5mA, 10µA, ... 2.1. Tragen Sie Durchlaß- und Arbeitskennlinie in ein linear geteiltes Vierquadranten-Achsenkreuz mit gleicher Teilung der positiven und negativen Iz-Achse ein. Berechnen Sie zusätzlich einige Punkte der Verlustleistungshyperbel (Gleichung?) und tragen Sie in das Diagramm ein. 2.2. Zeichnen Sie die Durchlaßkennlinie auf einfachlogarithmisches Papier (U-Achse linear geteilt), ebenso die Arbeitskennlinie (auf einem anderen Blatt). Was folgern Sie daraus? 3. Bauen Sie die Regelschaltung nach Abb. 3 auf.
Abb. 3 Regelschaltung 3.1. Stellen Sie Ua auf 15V ein und verändern Sie Ua nicht mehr. Messen Sie Ub = Ub(I) durch Ändern von Rl = 0 bis Rl max sowie Rl = unendlich. Tragen Sie Ub als Funktion von I auf. 3.2. Berechnen Sie den Verlauf der Funktion Ub = Ub(I) der Schaltung nach Abb. 3 o h n e die Z-Diode und tragen Sie sie in das Diagramm von 3.1 ein. Dabei dürfen Sie den Innenwiderstand der Spannungsmesser als unendlich annehmen. 3.3. Bestimmen Sie aus den Graphen von a) und b) den differentiellen Ausgangswiderstand
3.4. Diskutieren Sie die Ergebnisse von a) bis c) . 3.5. Stellen Sie R/L so ein, daß der Strom I die Hälfte des maximalen Stromes von a) (bei R/L = 0) ist. Ändern Sie Ua von 0 bis Ua max.Tragen Sie Ub als Funktion von Ua auf. 3.6. Berechnen Sie den Verlauf der Funktion Ub = Ub (Ua) der Schaltung nach Abb. 3 o h n e die Z-Diode und tragen Sie sie in das Diagramm von e) ein. 3.7. Bestimmen Sie aus den Graphen von e) und f) den absoluten Stabilisierungsfaktor 3.8. Diskutieren Sie die Ergebnisse von e) bis g) . 4. Bauen Sie die Schaltung nach Abb. 4 auf.
Abb. 4 Transistorkennlinien Wie müssen die beiden Spannungsquellen gepolt sein? 4.1. Nehmen Sie die IC(UCE)-Kennlinien mit IB als Scharparameter auf.
Stellen Sie IB-Werte zwischen 10µA und 1mA ein. 4.2. Zeichnen Sie die Kurvenschar Ic(Uce) mit IB als Scharparameter und die Verlustleistungshyperbel (Gleichung?) in ein Diagramm ein. 4.3. Bestimmen Sie den Ausgangswiderstand rCE für jede Kennlinie. Wenn der Ausgangswiderstand möglichst groß sein soll (wie z.B. bei einer Konstantstromquelle) , was folgt daraus für IB ? 4.4. Bestimmen Sie die Gleichstromverstärkung B und die Kleinsignalstromverstärkung ß für jede Kennlinie und vergleichen Sie die erhaltenen Werte. 4.5. Was bemerkt man an IB beim Ändern von UCE ? Literatur:
Stichworte zur Vorbereitung:
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(c) Experimentelle Physik, Universität Ulm 04. Dezember 2001
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Vor
Anlegen der jeweils nötigen Spannung verständigen Sie bitte den
VERSUCHSBETREUER!!!!!
Bei
Änderung an der Schaltung STETS Versorgungsspannung abschalten!!!!!
ACHTUNG!