ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

 

Лабораторная установка включает в себя измерительный блок и персональный компьютер (ПК).

Измерительный блок содержит управляемый источник тока, коммутатор образцов и преобразователь ток – напряжение. Управляемый источник тока предназначен для задания тока азы исследуемых транзисторов. Коммутатор схем включения служит для задания схемы эксперимента. Выбор необходимого объекта происходит с помощью коммутатора образцов. Измерение тока производится при помощи преобразователя трок – напряжение. Образцы помещены в термостат, там же расположен и датчик температуры. Необходимый режим работы термостата задается узлом управления нагревателя.

ОПИСАНИЕ ПРОГРАМНОГО ИНТЕРФЕЙСА

Основное меню

Главное окно программы содержит меню, которое включает следующие пункты: Измерение, Настройки, Окно, Помощь. Некоторые из них содержат подменю. Описание команд меню приведено в таблице 1.

 

Таблица 1

Пункт меню	Подменю	Действие
Измерение	База данных	Открывает окно базы данных
	Осциллограф	Открывает окно осциллографа
	Подключиться	Команда подключения клиента к серверу
	Отключиться	Команда отключения клиента от сервера
	Разговор с оператором	Открывает окно диалога между кли­ентом и сервером
	Выход	Выход из программы
Настройки	Параметры	Выводит на экран окно параметров установки и сведений об исследуе­мых образцах
	Термостат	Открывает окно настройки термо­стата
Окно	Каскадом Упорядочить все Закрыть все База данных	Команды управления расположени­ем на экране открытых окон прило­жения
Помощь	О программе	Приводит к появлению на экране окна с информацией о разработчике программы
	Содержание	Открывает электронную справоч­ную систему программы

Панель инструментов

Ниже строки меню находится панель инструментов, где располагаются кнопки, описанные в таблице 2.

 

Таблица 2
Кнопка	Наименование	Действие
	Осциллограф	Открывает окно осциллографа
	База данных	Открывает окно базы данных
	Параметры	Выводит на экран окно параметров установ­ки и сведений об исследуемых образцах
	Содержание	Открывает электронную справочную систе­му программы
	Подключение	Команда подключения клиента к серверу
	Отключение	Команда отключения клиента от сервера
	Разговор с оператором	Открывает окно диалога между клиентом и сервером
	Выход	Выход из программы

Окно базы данных

Окно «База данных» (рис. 5) содержит таблицу записей результатов измерений различных характеристик в базе. Таблица записей включает дату измерений, номер образ­ца и измерения, для которого получена характеристика.

Рис.5. Окно «База данных»

 

В окне базы данных содержатся следующие кнопки:

	Просмотр;
	Удаление текущей записи.

При нажатии «Просмотр» открывается окно просмотр текущего измерения содер­жащее панель инструментов для редактирования графических характеристик.

 

Таблица 4

Кнопка	Наименование	Действие
	Выбор
	Вращение	Вращение графической зависимости
	Перемещение	Перемещение графической зависимости
	Масштаб	Увеличение масштаба
	Глубина	Отображение осей координат в глубину
	Редактировать	Редактирование графика
	Печать	Вывод графика на принтер
	Копировать	Копирование графика в буфер обмена
	Объем	Трехмерное отображение графиков
	Масштаб	Автомасштаб
Уменьшение масштаба
	Сглаживание	Сглаживание графической зависимости

При нажатии кнопки открывается окно редактирования отображения графика (рис. 6).

Рис.6. Окно «Редактирования графика»

 

Для редактирования параметров графика, таких как цвет линии, тип линии, толщи­на линии необходимо открыть вкладку «Series» в окне «Editing Chart» на экране монитора появится окно «Series». В этом окне из выпадающего списка меню выбрать серию экспе­риментов, которую необходимо отредактировать.

Рис. 7. Окно настройки параметров графика

Далее нажать кнопку «Border» откроется окно редактирования линии, где можно задать её параметры.

Рис. 8. Окно редактирования линии

 

Окно измерений

При нажатии кнопки открывается окно осциллографа (рис. 9).

Рис. 9. Окно «Осциллограф»

Для запуска измерения необходимо нажать кнопку «Обновлять», а при снятии тем­пературных измерений нажать кнопку «Термостат». При нажатии вкладки «Настройки» в окне «Осциллограф» открывается окно настроек текущего измерения, где отображается текущий режим измерения и устанавливается время обновления измерения (рисунок 10). Если частота процессора невелика, можно увеличить время обновления (например, 3 с). В этом случае ПЭВМ будет успевать обрабатывать измерительную информацию и характе­ристики на экране не будут искажены.

Рисунок 10-Окно «Настройки»

 

Меню настройки

Меню настройки содержит две вкладки:

- Параметры;

- Термостат.

Нажав вкладку «Параметры» открывается окно (рис. 11) содержащее вкладки:

- установки - содержит сведения об IP - адресе сервера и порта;

- образцы - содержит сведения об образцах установленных в термокамере изме­рительного блока.

Рис. 11. Окно «Параметры»

Нажав вкладку «Термостат» в меню «Настройки» открывается окно настроек па­раметров термостат (рис. 12):

- установка начальной температуры измерений;

- установка конечной температуры измерений;

- установка шага измерения температуры.

Рисунок 12 - Окно «Термостат»

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Включить ПК, подать напряжение на измерительный блок с помощью тумблера (загорится сигнальная лампа «Сеть»). Прибор должен быть включен до запуска программы. Запустить программу «Биполярные структуры».

2. Замерить начальную температуру транзисторных структур.

3. Снять ВАХ указанных преподавателем диодных структур транзисторов.

При этом необходимо задать максимальные значения обратного и прямого напряжений для управляемого источника напряжения (УИН) и предельные значения измеряемого обратного и прямого токов.

Максимальный предел изменения прямого тока – 50 мА, которое достигается при прямом смещении кремниевых структур на 0, 7 – 1 В и 0, 4 – 0, 7 В для германиевых.

Обратный ток для кремниевых переходов составляет десятые – сотые доли микроампер, а у германиевых - единицы - сотни микроампер. На ВАХ диодов должно наблюдаться явление электрического пробоя.

4. Снять отдельно прямую и обратную ветви ВАХ диодов в более крупном масштабе и определить напряжение отпирания и напряжение электрического пробоя приборов.

5. Снять входные ВАХ исследуемых транзисторов при трех различных значениях напряжения коллектор – эмиттер U_КЭ.

В данной лабораторной работе реализована возможность регистрации входных характеристик биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зависимость напряжения база – эмиттер U_БЭ от тока базы I_Б при постоянном напряжении коллектор-эмиттер U_КЭ.

С помощью управляемого источника тока (УИТ) изменяется ток базы транзистора всегда в диапазоне от нуля до 1 мА, а U_БЭ измеряется электронным вольтметром. Можно снять семейство входных характеристик при различных значениях напряжения U_КЭ (от нуля до 5В), задаваемых при помощи УИН.

6. Снять выходные ВАХ исследуемых транзисторов при трех различных значениях тока базы I_Б.

В данной лабораторной работе реализована возможность регистрации выходных характеристик биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зависимость тока коллектора I_К от напряжения коллектор – эмиттер U_КЭ при постоянном токе базы I_Б.

С помощью УИН изменяется U_КЭ транзистора в диапазоне от нуля до заданного предельного значения, при этом измеряется I_К. Можно снять семейство выходных характеристик при различных значениях I_Б (от нуля до 1 мА), задаваемых УИТ. Выбор необходимых значений I_Б осуществляется путем перемещения движка регулятора тока базы. Правильно выбирайте предел измерения по току коллектора. При смене значения I_Б, как правило, необходимо нажать кнопку “Авто”.

7. Повторить работу по пунктам 3-6 при заданных преподавателем температурах.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

Отчет формируется в любом текстовом редакторе, используя команду Правка – Копировать.

Часть I «Исследование диодных структур» содержит:

- схемы диодных включений транзисторов с указанием их типов;

- ВАХ и таблицы значений тока и напряжений (выбрать 10 точек на графиках ) полупроводниковых диодов при различных температурах;

- значения напряжений отпирания и пробоя диодов с указанием их на увеличенных ВАХ соответственно прямой и обратной ветвей;

- расчет сопротивления прямой и обратной ветви при различных температурах и фиксированных значениях напряжений, соответственно, прямого и обратного включений, а также график зависимости прямого и обратного сопротивлений от температуры.

В выводах пояснить принцип действия полупроводникового диода, опираясь на его ВАХ, охарактеризовать напряжения отпирания и пробоя. По полученным данным сделать выводы об изменении свойств полупроводниковых материалов в зависимости от температуры и сравнить их с теоретическими данными.

 

Часть II «Исследование транзисторных структур»

- схемы измерения входных и выходных характеристик транзисторов с указанием их типов;

- серии входных ВАХ транзисторов при различных температурах, а также таблицы значений тока и напряжений (выбрать 10 точек на графиках);

- серии выходных ВАХ транзисторов при различных температурах, а также таблицы значений тока и напряжений (выбрать 10 точек на графиках);

- определение коэффициента усиление транзисторов при разных температурах;

- графики температурных зависимостей U_БЭ, U_КЭ, I_Б, I_К.

В выводах пояснить принцип действия полупроводникового транзистора опираясь на его входные и выходные ВАХ, а также выявить как изменяются электрические свойства транзистора при его нагреве.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем заключается суть зонной теории твердых материалов?

2. Поясните физические процессы, определяющие собственную и примесную проводимости полупроводников с точки зрения кристаллического строения вещества и зонной теории.

3. Как влияют внешние факторы (температура, деформация, свет, электрические поля и др.) на проводимость полупроводников?

4. Что такое электронно-дырочные переход?

5. Какие особенности у перехода металл-полупроводник?

6. Полупроводниковый диод: принцип действия, вольт-амперная характеристика.

7. Биполярный транзистор: его принцип действия, входные и выходные вольт-амперные характеристики, получение диодных структур.

8. Как определить тип электропроводимости полупроводника?

9. Классификация полупроводниковых материалов.

10. Дайте характеристику простым полупроводниковым материалам (германий, кремний, селен).

11. Дайте характеристику группам сложных полупроводниковых материалов

12. Какие бывают методы очистки полупроводниковых материалов?

13. Каким образом изготовляют монокристаллические полупроводники? Для чего они предназначены?

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Богородицкий Н.П. Электротехнические материалы: Учеб.пособие / Н. П. Богородицкий, В. В. Пасынков, Б. М. Тареев. - 7-е изд., перераб.и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1985..

2. Электротехнические и конструкционные материалы: Учеб.пособие / В. Н. Бородулин, А. С. Воробьев, В. М. Матюнин и др.; Под ред.В.А.Филикова. - М.: Мастерство; Высш.шк., 2001.

3. Справочник по электротехническим материалам: В 3-х т. / Под ред.Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. - 3-е изд., перераб. - Л.: Энергоатомиздат.Ленингр.отд-ние, 1988.

4. Электротехнический справочник: В 3-х т. Т.1: Общие вопросы. Электротехнические материалы / Под общ.ред.И.Н.Орлова(гл.ред.) и др. - 7-е изд., испр.и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Никулин Н.В. Справочник молодого электрика по электротехническим материалам и изделиям / Н. В. Никулин. - 5-е изд., перераб.и доп. - М.: Высш.шк., 1982.

6.: Харламова Т.Е. Электроматериаловедение. Электротехнические материалы [Электронные текстовые данные]: Учеб.пособие / Т. Е. Харламова; Северо-зап.заочный политехн.ин-т. - СПб.: Изд-во СЗПИ, 1998

7. Алиев И.И. Электротехнические материалы и изделия: Справочник / И. И. Алиев, С. Г. Калганова. - М.: РадиоСофт, 2005.

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Популярное:

1. Анализ вентиляционной установки.
2. Бактерицидные облучательные установки
3. Библиографическое описание книги
4. Библиографическое описание под индивидуальным автором
5. Библиографическое описание составной части документа
6. БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1
7. БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2
8. БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4
9. Выбор и описание системы транспорта тепловых сетей
10. Выбор оборудования теплофикационной установки
11. Генные болезни человека, классификации, современные методы лабораторной диагностики.
12. Гибридные установки: топливный элемент/газовая турбина.