VY_52_INOVACE_2NOV57. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 9.

Transkript

1 VY_52_INOVACE_2NOV57 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: Ročník: 9. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Elektromagnetické a světelné děje Téma: Tranzistor Metodický list: Žáci se seznámí s polovodičovou součástkou tranzistor, vyzkouší jeho zapojení do elektrického obvodu a jeho zesilující funkci. Laboratorní práce odpovídá dvěma vyučovacím hodinám. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Použité pomůcky tvoří školní zdroj stejnosměrného elektrického napětí 6V, sady vodičů, spínač, žárovka, rezistor o odporu 100Ω, potenciometr 100 Ω, tranzistor KF507, dva multifunkční měřicí přístroje a tři krokosvorky. Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci. Během první vyučovací hodiny žáci sestaví obvod podle vyučujícím navrženého schématu a provedou měření. V průběhu druhé vyučovací hodiny žáci vytvoří graf (ručním narýsováním nebo v programu Excel) a zhodnotí výsledky měření. Nejprve si žáci v části zvané příprava připomenou polovodičovou součástku tranzistor a označením jeho vývodů (vyučující může promítnout katalogový list součástky). Pracovní postup: Žáci nejprve překreslí do svých pracovních listů vyučujícím navržené schéma zapojení a poté obvod zapojí. Po kontrole vyučujícím provedou měření tak, že postupně nastavují různé hodnoty řídícího proudu bází tranzistoru a měří odpovídající velikost pracovního proudu protékajícího kolektorem tranzistoru. Pohybem jezdce potenciometru mohou tedy ovlivnit velikost pracovního proudu a tím intenzitu svícení žárovky. Naměřené hodnoty žáci zaznamenají do tabulky a pro každé nastavení vypočítají podíl pracovního a řídícího proudu, tedy vlastně zesílení tranzistoru. Z hodnot v tabulce žáci vytvoří graf závislosti velikosti pracovního proudu na řídícím proudu tranzistorem. Na závěr se žáci s pomocí vyučujícího zhodnotí tvar získané křivky a prodiskutují možné využití tranzistoru. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.

2 LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: Datum: ZŠ Schulzovy sady Zadání: Ověřte zesilovací funkci tranzistoru KF 507. Příprava: Tranzistor je polovodičová součástka tvořená dvěma PN-přechody. Je opatřena třemi vývody: emitorem, kolektorem a bází, které označujeme E, C a B. Lze jej využít v zesilovací funkci tak, že změny malého proudu protékajícího bází tranzistoru vyvolají odpovídající změny většího proudu protékajícího kolektorem tranzistoru. Pomůcky: Provedení: Tranzistor KF 507 jsme zapojili do obvodu podle následujícího schématu. Pomocí reostatu jsme měnili velikost proudu I b protékajícího bází tranzistoru. Pro každou nastavenou hodnotu I b jsme změřili také velikost proudu I c, protékajícího kolektorem a tranzistoru a připojenou zátěží v podobě žárovky. Naměřené velikosti proudů jsme zaznamenali do tabulky a dopočítali poměr I c :I b, který udává, kolikrát tranzistor zesiluje. Nakonec jsme vytvořili graf závislosti proudu kolektorem I c na velikosti proudu bází I b.

3 Naměřené hodnoty: I b / ma I c / ma Graf: I c : I b Závěr:

4 LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: Datum: ZŠ Schulzovy sady Zadání: Ověřte zesilovací funkci tranzistoru KF 507. Příprava: Tranzistor je polovodičová součástka tvořená dvěma PN-přechody. Je opatřena třemi vývody: emitorem, kolektorem a bází, které označujeme E, C a B. Lze jej využít v zesilovací funkci tak, že změny malého proudu protékajícího bází tranzistoru vyvolají odpovídající změny většího proudu protékajícího kolektorem tranzistoru. Pomůcky: Školní zdroj elektrického napětí, sada vodičů, spínač, žárovka, rezistor 100Ω, potenciometr 100Ω, tranzistor KF507, 2 x ampérmetr, 3 x krokosvorka. Provedení: Tranzistor KF 507 jsme zapojili do obvodu podle následujícího schématu. Pomocí reostatu jsme měnili velikost proudu I b protékajícího bází tranzistoru. Pro každou nastavenou hodnotu I b jsme změřili také velikost proudu I c, protékajícího kolektorem a tranzistoru a připojenou zátěží v podobě žárovky. Naměřené velikosti proudů jsme zaznamenali do tabulky a dopočítali poměr I c :I b, který udává, kolikrát tranzistor zesiluje. Nakonec jsme vytvořili graf závislosti proudu kolektorem I c na velikosti proudu bází I b.

5 Naměřené hodnoty: Graf: I b / ma 0,21 0,43 0,62 0,81 1,02 2,05 2,98 I c / ma 23, ,5 41,2 42,6 48,1 50,2 I c : I b ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Závěr: Měření prokázalo zesilující funkci tranzistoru. V oblasti nízkých hodnot řídícího proudu zesiloval tranzistor téměř lineárně, v oblasti vyšších hodnost řídícího proudu bylo zesílení nelineární.