Dziwne zachowanie tranzystorów .

[jacek158]

Witam, spotkałem się z nietypowym zachowaniem tranzystorów , którego nie potrafię wytłumaczyć.
Czy natężenie kolektora tranzystora npn może się zmniejszyć bez zmiany napięcia pomiędzy bazą a emiterem , i bez zmiany napięcia na kolektorze ?
Zrobiłem sobie taki prosty układ .




Pomiędzy punkty A i B jest dołączony miernik , mierzyłem natężenie kolektora dla różnych tranzystorów przy takiej samej wartości napięcia U be.
Zaobserwowałem że przy małym natężeniu , rzędu kilkudziesięciu uA natężeni początkowo
jest większe i przez kilkanaście sekund zmniejsza swoją wartość .
Przykładowo na tranzystorze bc 547 po włączeniu zasilania początkowo natężenie kolektora wynosiło 120 uA i spadło do 105 uA.
Tak dzieję się z każdym tranzystorem jaki badałem .
Napięcie U be jest stałe podobnie napięcie na kolektorze .
Przeczytałem cały cykl wykładów o tranzystorach Pana Góreckiego , przeczytałem również cały rozdział o tranzystorach w książce ,,Sztuka Elektroniki" .
Nie natrafiłem na żaden opis którym mogę wytłumaczyć takie zachowanie tranzystorów .

[Jony130]

Jak szybkie były te zmiany ? Jaki miernik ? Jakie napięcie zasilania?
Co do samego zjawiska to istniej takie coś jak Efekt Early'ego (modulacja szerokości bazy) który mówi, że prąd kolektora nieznacznie rośnie przy wzroście napięcia UCE przy utrzymywaniu stałego prądu bazy.

[jacek158]

Co do szybkości zmian to tak jak pisałem, przez ok 15 s natężenie spadało o kilka procent.
Napięcie ma wartość dokładnie 11,6 V.
Co do Efekt Early'ego to się zgadza , ale napięcie na kolektorze musiałoby zmniejszyć swoją wartość aby prąd kolektora się zmniejszył. A napięcie jest stałe .
Co do miernika to pomiar był dokonywany na dwóch rożnych, pierwszy miernik to jakiś tani , ale drugi pożyczyłem od kolegi porządny miernik jak się nie mylę to Mastech modelu nie pamiętam.
Co ważne na obu miernikach wskazania były podobne .

Wydaje mi się że już odkryłem w czym rzecz, chodzi o temperaturę .
Gdy wkładam tranzystor do płytki stykowej to trzymając go w dłoni delikatnie podgrzewam.
Dlatego początkowo tranzystor ma wyższą temperaturę i przewodzi większy prąd , ponieważ moc wydzielana w tranzystorze podczas pomiarów jest bardzo mała więc tranzystor się ochładza i natężenie się zmniejsza .
Potwierdziłem to doświadczalnie , gdy po włożeniu tranzystora do płytki odczekałem 20 s i dopiero dołączyłem zasilanie , natężenie było stałe (nie spadało ).
Gdy dołączyłem zasilanie bezpośrednio po włożeniu tranzystora natężenie spadało.
Ja jedynie w ten sposób mogę to wytłumaczyć .

[Jony130]

Moje gratulacje, udało ci się drogą empiryczną ustalić przyczynę. Świetna robota.
Masz jakieś dodatkowe pytania ?

[jacek158]

Dzięki , trochę mi to zajęło ale ostatecznie znalazłem rozwiązanie.
A co do pytań to mam jedno , ale chodzi o inny układ .
W książce ,,Sztuka Elektroniki " znalazłem opis takiego układu .





Na wyjściu tego układu współczynnik temperaturowy jest dodatni , i tu mam problem ponieważ jak analizuję układ to mi wychodzi że współczynnik jest zerowy .
Szybko przedstawię własną analizę .
Niech napięcie doprowadzone do układu ma wartość U=10 V .
Przez t 1 niech płynie prąd o natężeniu 1mA, obliczam wartość R1= (10V - 0.6V)/0.001mA=
9,4k (prąd baz pomijam ).
Przez t 2 niech płynie prąd 2 razy mniejszy , czyli 500uA.
Obliczam napięcie Ube t2 , natężenie ma być 2 razy mniejsze więc ln 2*25,3mV=17,5mV.
Napięcie be t2 ma być o 17,5mV mniejsze od napięcia be t1, a skoro natężenie t2 ma wynosić 500uA więc R2 =17,5mV/500uA= 35. R2=35.
Na wyjściu układu niech napięcie wynosi 5V , więc R3=5V/500uA= 10k.
I teraz temperatura wzrasta o 10°C , czyli napięcia be tranzystorów zmniejszą się o ok 21mV. I załóżmy na chwilę że napięcie w punkcie a jest stałe, więc napięcie na R2 musi wzrosnąć o te 21 mV powodując większy przepływ prądu przez t2.
Ale napięci w punkcie a nie jest stałe , tylko również zmniejsza swoją wartość o 21mV , tym samym napięcie na r 2 wraca do poprzedniej wartości , a skoro tak to przez t2 płynie dokładnie taki sam prąd jak przed wzrostem temperatury .
Więc napięcie na wyjściu pozostaje identyczne jak przed wzrostem temperatury , a to oznacza zerowy współczynnik temperaturowy a nie dodatni .
Tak przynajmniej mi wychodzi , mam nadzieję że jakiś głupot nie napisałem .

[Jony130]

Twoje rozumowanie jest jak najbardziej poprawne. Przynajmniej ja nie widzę w nim żadnego błędu. Po prostu dla tak prostego modelu jaki użyłeś (jednakowe tranzystory) wpływ Ube na prąd kolektora jest zerowy. Ale zostaje jeszcze wpływ prądu zerowego i wpływ bety. Bo prąd zerowy jak i beta rośnie wraz z temperaturą (prąd zerowy podwaja swoją wartość przy każdym wzroście o 10°C a beta rośnie z prędkością 0.5%...1% na 1°C przeprostu temperatury). A to w konsekwencji zwiększy nam prąd kolektora i obniży napięcie wyjściowe.

[jacek158]

Podziękował
Zainteresował mnie wpływ temperatury i mam takie pytanko.
Skoro napięcie be tranzystora zmniejsza się o ok 2,1 mV przy wzroście o 1°C , to jeżeli na rezystorze emiterowym ustawię napięcie 2,1mV , to przy wzroście temperatury tranzystora o jeden stopień natężenie prądu wzrośnie dwa razy?

[Jony130]

Skoro napięcie be tranzystora zmniejsza się o ok 2,1 mV przy wzroście o 1°C , to jeżeli na rezystorze emiterowym ustawię napięcie 2,1mV , to przy wzroście temperatury tranzystora o jeden stopień natężenie prądu wzrośnie dwa razy?

Tak, ale tylko przy sterowaniu bazy ze źródła napięcia. Dodatkowo w praktyce dobieramy Ue > Ube by mieć stabilny termicznie układ.