ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ

Стр 1 из 5Следующая ⇒

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ

АКАДЕМИЯ

Кафедра автоматизации

сельскохозяйственного производства

Утверждаю.

Проректор по УР

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по дисциплине

«ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИК А »

«ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»

ЧАСТЬ 1

«ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»

Для студентов направления 660300 – агроинженерия

Челябинск

Настоящие методические указания составлены в соответствии с Государственным общеобразовательным стандартом высшего профессионального образования, направления подготовки дипломированных специалистов 660300 – агроинженерия, утвержденным Минобразования РФ 05.04.2000г.

Составитель

Полевик Н. Д. – канд. техн. наук, доцент (ЧГАА)

Рецензенты

Ответственный за выпуск

Попов В. М. зав. кафедрой автоматизации с.-х. производства.

Рекомендовано к печати методической комиссией факультета ЭАСХП

(протокол № 0т 2011)

Челябинская государственная агроинженерная академия, 2011.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторные работы выполняются фронтальным методом параллельно с лекционным курсом. На занятиях студенты должны изучать основные схемы включения исследуемых полупроводниковых приборов, а также освоить методику снятия их основных характеристик. При самостоятельной подготовке к лабораторной работе следует изучить соответствующий теоретический материал, усвоить цели и задачи работы.

Описание лабораторного стенда.

Все лабораторные работы выполняются на унифицированных стендах, которые содержат необходимые электроизмерительные приборы: осциллограф С1-72, цифровой вольтметр В7 – 22А, многопредельный стрелочный вольтамперметр Ц4311 и выполненный в виде моноблочного устройства стенд ……? .

В состав стенда …. входят:

1) Два регулируемых источника постоянного тока с напряжением 0…30В, выходное напряжение которых контролируется с помощью встроенных вольтметров. Кроме того в стенде имеются источники постоянного нерегулируемого напряжения 12В и + 5В.

Источники 0…30В снабжены электронной системой защиты от перегрузок при срабатывании которой загораются красные сигнальные лампочки. Для восстановления напряжения, необходимо выключить источник питания, устранить ошибку в исследуемой схеме, а затем вновь включить источник питания. Перед началом работы регуляторы напряжения должны быть установлены в крайнее положение соответствующее минимальному напряжению источника (поворот ручки против часовой стрелки до упора).

2) Не регулируемые источники однофазного и трехфазного синусоидального напряжения 30В.

3) Функциональный генератор, состоящий из регулируемых по частоте генераторов прямоугольных двухполярных импульсов и генератора синусоидальных колебаний звуковой частоты с регулируемой амплитудой.

4) Наборное поле, представляющее собой диэлектрическую пластину, на которой изображены электронные схемы исследуемых приборов и устройств и

смонтированы штекерные гнезда, соединенные с выводами электронных элементов и контрольными точками схем. Сборка электронных схем производится с использованием соединительных проводников снабженных штекерами.

При подключении в схему электроизмерительных приборов следуйте рекомендациям конкретной лабораторной работы, соблюдая некоторые общие правила:

все приборы снабженные клеммами заземления должны быть заземлены;

пределы измерений выбирайте с запасом, ориентируясь по справочным данным исследуемых полупроводниковых приборов, при их отсутствии переключите шкалу прибора на измерение максимального значения;

соблюдайте полярность подключения электроизмерительных приборов, учитывая то, что «минусовой» вывод на панелях приборов обозначен *.

Порядок выполнения работы

При подготовке к лабораторной работе необходимо ознакомиться с её содержанием, изучить теоретические положения и продумать методику проведения исследований.

При сборке схемы необходимо свести к минимуму длину и количество соединительных проводов. Каждая вновь собранная схема должна быть проверена преподавателем или лаборантом, и только после разрешения проверяющего может быть включено напряжение питания.

По окончании каждого исследования необходимо, не разбирая схему, показать преподавателю результаты измерений.

В конце работы студенты обязаны:

выключить все источники питания;

отключить питание стенда;

разобрать схему;

отключить питание всех измерительных приборов;

привести все кнопочные переключатели измерительных приборов в отжатое состояние;

сдать лаборанту соединительные проводники.

Отчет о выполненной работе представляется каждым студентом на текущем занятии или в начале следующего занятия. Содержание отчета должно соответствовать требованиям, изложенным в её описании.

Условные обозначения основных элементов электрических цепей приведены в табл.1.

В табл. 2 представлены базовые электрические величины и их единицы измерения.

Таблица1

Наименование элемента

Условное обозначение

Наименование элемента

Условное обозначение

Источники электрической энергии: источник напряжения (ЭДС) постоянного тока (идеальный) источник постоянного тока (идеальный) гальванический элемент или аккумулятор

источник напряжения (ЭДС) синусоидального тока

Проводники электрической цепи: одиночный пересекающиеся, несоединенные пересекающиеся, соединенные

Резисторы: Постоянный линейный Переменный линейный Нелинейный

Выключатели: однополюсные двухполюсные

Индуктивности: Линейная С разомкнутым магнитопроводом С магнитопроводом

Конденсаторы Общее обозначение Полярный (электролитический) Нелинейный

Трансформатор

Диоды и тиристоры: Выпрямительный диод Стабилитрон Диодный тиристор Триодный тиристор

Транзисторы: Биполярный Униполярный (полевой)

Лампы накаливания: осветительная сигнальная

Измерительные приборы: амперметр вольтметр ваттметр

Таблица 2

Величина	Обозначение	Единица измерения	Другие используемые величины
Заряд	Q	1 К = 1 Кулон	мК
Ток	I	1 А = 1 Ампер	мА, мкА
Напряжение/ЭДС	U, E	1 В = 1 Вольт	мВ, кВ
Сопротивление	R	1 Ом	кОм, МОм
Проводимость	G	1 См = 1 Сименс
Индуктивность	L	1 Гн = 1 Генри	мГн, мкГн
Ёмкость	С	1 Ф = 1 Фарада	мкФ, нФ, пФ

Лабораторная работа №1

Указания

· Устанавливая на выходе регулируемого источника стенда «0-30В» напряжения, при которых величины напряжения постоянного тока U_ПР соответствуют указанным в таблице 1.1, измерьте с помощью прибора Ц4311 соответствующие токи I_ПР и ихзначения занесите в таблицу.

· Измерение напряжения на диоде (U_ПР) и на выходе источника (Е) производить цифровым вольтметром В7 – 22 А, переключая соединительный провод вольтметра с катода диода, к гнезду № 2 и наоборот (рис. 1.5), не забывая при этом переключать шкалу вольтметра и устанавливать штекер в гнездо, соответствующее выбранному пределу измерения. Измерение U_ПР проводить при включении вольтметра в режим измерения напряжения до 2 В, а измерение напряжения источника Е до 2, 20 или 200 В.

Рис. 1.5. Схема исследований прямой ветви ВАХ

Примечание. В скобках указано обозначение элемента в электрической схеме стенда.

Таблица 1.1.

U_ПР, В	0, 5	0, 55	0, 575	0, 6	0, 625	0, 65	0, 675	0, 7	0, 725	0, 75
I_ПР, мА
Е, В

1.2.2. Исследовать обратную ветвь ВАХ диода по схеме рис. 1.6.

Е = 0…30 В

Рис. 1.6. Схема исследований обратной ветви ВАХ.

Указания

Изменив полярность приложенного к измерительной схеме напряжения, не забудьте сменить полярность подключения измерительных приборов.

Устанавливая на выходе регулируемого источника постоянного напряжения стенда «0-30В» напряжения, при которых величины напряжения постоянного тока U_обр. соответствуют указанным в таблице 1.2., измерьте с помощью прибора Ц4311 соответствующие токи I_обр. и ихзначения занесите в таблицу.

Таблица 1.2.

U_ОБР, В		2, 5
I_ОБР, мкА

1.2.3. Перенесите измеренные данные из таблиц на график (рис.1.7.) и постройте вольтамперную характеристику диода в масштабе удобном для графических исследований.

Рис.1.7. ВАХ исследуемого диода

Указания

Исходя из полученных экспериментальных данных масштаб по осям графика может быть изменён.

1.2.4. Провести касательную к линейной части прямой ветви ВАХ и определить пороговое значение прямого напряжения U_ПОР исследуемого диода (см. рис.1.4).

1.2.5. Определить сопротивления диода постоянному току при прямом R_пр и обратном включении R_обр, а также дифференциальное сопротивление диода r_диф в рабочей точке на линейной части прямой ветви ВАХ. Результаты занести в таблицу 1.3.

Указания

Для расчета сопротивления по постоянному току для прямого включения диода r_пр необходимо выбрать рабочую точку (А) на линейном участке прямой ветви ВАХ (см. рис. 1.4) и воспользоваться выражением

. (1.4)

Значение дифференциального прямого сопротивления r_диф определяют с помощью аппроксимирующей прямой (см. п. 1.2.4 и рис. 1.4) как

_.(1.5)

Сопротивление по постоянному току для обратного включения диода r_обр определить для максимального значения обратного напряжения (cм. таблицу 1.2) воспользовавшись выражением

. (1.6)

1.2.6. По результатам приведенных в таблице 1.1. измерений определить величину сопротивления R_Н (R₂) воспользовавшись выражением

. (1.7)

Указания

Для повышения точности определения величины сопротивления расчет R_Н провести для нескольких точек, а результат усреднить и занести в таблицу 1.3.

1.2.7. На графике ВАХ (Рис.1.7.) по двум точкам I_Д = I_КЗ = (при U_д = 0) и U_Д = Е (при I_д = 0) (Е - напряжение источника питания стенда) соединяя их прямой построить линию нагрузки (ЛН) MN как показано на рис. 1.4. Рабочая точка А будет находится на пересечении ЛН и ВАХ. Сравнить полученные, в результате графического построения, значения U^*_Д и I^*_Д, со значениями, полученными экспериментально (таблица 1.1.). Результаты занести в итоговую таблицу1.3.

Указания

Ввиду ограниченных размеров графика (рис.1.7) при большом сопротивлении нагрузки R_Н точка N на оси напряжений, для ЛН, проходящей через выбранную рабочую точку (А), может выходить за его пределы. В этом случае необходимо продолжить ось напряжений вне графика до пересечения линии нагрузки с осью. Так как масштаб по оси U_ПР растянут точка U_Д = 0 будет находиться за пределами левой половины графика, а точка М на пересечении линии тока короткого замыкания I_КЗ и вертикальной линией проходящей через точку U_Д = 0.

Таблица 1.3.

Е (В)

U_ДА (В)

I_ДА (мА)

R_прА (Ом)

U_ПОР (В)

U_ДА U_ПОР

r_диф (Ом)

U_ОБР (В)

I_обр (мА)

R_обр (Ом)

R_Н (Ом)

I_КЗ (мА)

I^*_Д (мА)

U^*_Д (В)

Примечание: * - значения полученные в результате графического построения.

1.3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.3.1. Тема и цель работы.

1.3.2. Схемы исследований с кратким их описанием.

1.3.3. Таблицы с результатами измерений.

1.3.4. Вольтамперная характеристика исследованного диода.

1.3.5.Расчет дифференциального сопротивления и сопротивления постоянному току в выбранной рабочей точке.

1.3.6. Расчет сопротивления нагрузки по экспериментальным данным.

1.3.7. Построенная линия нагрузки на ВАХ диода.

1.3.8. Выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 4.1. Назовите основные области применения полупроводниковых диодов.

1.4.2. Что такое основные и не основные носители заряда в полупроводнике?

1.4.3. Что такое p-n переход?

1.4.4. Перечислите основные электрические свойства p-n перехода.

1.4.5. Объясните причину односторонней проводимости полупроводникового диода.

1.4.6. Как называется напряжение, при котором диод становится проводящим?

1.4.7. Объясните принципиальное различие между импульсными и выпрямительными диодами.

1.4.8. Перечислите основные электрические и предельно-допустимые эксплуатационные параметры диода.

1.4.9. Какой из диодов больше нагреется при последовательном их соединении, если сопротивление диодов в обратном направлении различны?

1.4.10. Для чего и как на практике выравниваются обратные сопротивления диодов при их последовательном соединении в схемах?

1.4.11. Что нужно сделать, если при сборке выпрямителя вы обнаруживаете, что имеющиеся диоды не подходят по напряжению, по току?

( Изменить подаваемое напряжение и ток нельзя).

ЛИТЕРАТУРА. [1] – с. 30…40, [2] – с. 10…40, [3] – c. 20…40, [5] – c. 5…15.

Лабораторная работа № 2

СТАБИЛИТРОНЫ

Указания

Соберите цепь согласно схеме (рис. 2.1.2.) и подайте на вход синусоидальное напряжение амплитудой 30 В частотой 50 Гц.

Включите и настройте осциллограф в режиме X-Y. Для чегоиз ряда кнопок выбора режима синхронизации нажмите кнопку «Х». Установите масштаб по оси Y, удобный для наблюдения прямой и обратной ветвей ВАХ.

Нажатием клавиши перевести осциллограф в режим открытого входа и установите линию развёртки луча по центру экрана. При переключении масштаба по оси Y может потребоваться корректировка расположения данной линии

Перенесите изображение с экрана осциллографа на график рис.2.1.3.

Рис. 2.1.3. ВАХ стабилитрона, полученная с помощью осциллографа.

2.1.2.2. Исследовать обратную ветвь ВАХ стабилитрона I_обр = f (U_обр) используя измерительную схему рис. 2.1.4.

Рис. 2.1.4. Схема исследований обратной ветви ВАХ

Указания

В качестве источника питания использовать регулируемый источник постоянного напряжения стенда «0 -30В». Напряжения на стабилитроне и на выходе источника Е следует измерять высокоточным цифровым вольтметром В7-22А (U_СТ измерять с точностью 0, 01 В), ток стрелочным прибором Ц 4311.

Определите напряжение стабилизации U_c_т стабилитрона. Для этого установите предел измерения амперметра 15 мА. Затем, плавно изменяя напряжение источника питания Е, наблюдайте за изменениями тока и напряжения на стабилитроне. До появления пробоя сопротивление стабилитрона очень велико, поэтому ток, протекающий через него очень мал (десятки мкА). При достижении напряжения на стабилитроне величины U_ст ток через стабилитрон резко возрастает, а напряжение на нем перестает изменяться.

Изменяя напряжение источника питания Е «0…30В» от минимального до максимального значений, измеряйте ток протекающий через стабилитрон и напряжение на стабилитроне. Величины напряжений Е и U_обр устанавливать в соответствии с таблицей 2.1.1, при этом в области пробоя, предварительно определённого с помощью осциллографа (от 6, 5 до 7 В), зависимость I(u_обр) необходимо исследовать более подробно для чего установить шаг изменения напряжения на стабилитроне U_обр – 0, 1В. Результаты измерений занесите в таблицу 2.1.1.

Таблица 2.1.1.

Е	2, 5
U_ОБР, В		6, 5	6, 6	6, 7	6, 8	6, 9
I_ОБР, мА

2.1.2.3. По результатам измерений приведенным в таблице 2.1.1, определить величину сопротивления R_б (R₃) воспользовавшись выражением

. (2.1.2)

Указания

Для повышения точности определения величины сопротивления расчет R₃ провести для нескольких точек, а результат усреднить.

2.1.2.4. По результатам приведенных в таблице измерений в середине рабочего участка ВАХ, соответствующего электрическому пробою p-n перехода, определить дифференциальное сопротивление стабилитрона воспользовавшись выражением

r_диф= . (2.1.3)

2.1.2.5. Исследовать прямую ветвь ВАХ стабилитрона, воспользовавшись схемой рис. 2.1.5.

Рис. 2.1.5. Схема исследований прямой ветви ВАХ.

Указания

Изменяя напряжение источника 0…30В устанавливать на стабилитроне напряжение U_ПР в соответствие с таблицей 2.1.2 и фиксировать значения тока протекающего через стабилитрон. Результаты измерений занести в таблицу 2.1.2.

Таблица 2.1.2.

U_ПР, В		0, 1	0, 2	0, 3	0, 4	0, 5	0, 6	0, 65	0, 7	0, 72	0, 74	0, 76	0, 78	0, 8
I_ПР, мА

2.1.2.6. Построить на одном графике прямую и обратную ветви ВАХ исследуемого стабилитрона. При этом для построения обратной ветви следует использовать растянутый масштаб в диапазоне обратных напряжений (0, 9 – 1, 1 U_c_т).

Рис. 2.1.6. ВАХ стабилитрона.

Указания

В зависимости от полученных результатов измерений масштаб по осям графика может быть изменён.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

2.1.3.1. Тема и цель занятия.

2.1.3.2. Условное графическое обозначение стабилитрона.

2.1.3.3. Схемы исследования стабилитронов.

2.1.3.4. ВАХ стабилитрона, полученная с использованием осциллографа.

2.1.3.5. Таблицы с опытными данными.

2.1.3.6. ВАХ стабилитрона.

2.1.3.7. Расчет балансного и дифференциального сопротивлений.

2.1.3.8. Выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

2.1.4.1. Объясните физический смысл лавинного пробоя p-n перехода.

2.1.4.2. Перечислите основные электрические и предельно допустимые эксплуатационные параметры стабилитрона и объясните их содержание.

2.1.4.3. Используя построенную ВАХ стабилитрона, найдите напряжение на стабилитронах при встречно - последовательном (I_ст= 5мА) и встречно-параллельном включении (I_ст= 10 мА). Дайте схемы этих включений.

2.1.4.4. Изобразите схему замещения стабистора, найдите параметры этой схемы, используя полученную ВАХ стабилитрона.

2.1.4.5. Какие возможности дает последовательное соединение стабилитронов, и какие условия нужно соблюдать при этом?

2.1.4.6. Допустимо ли параллельное соединение стабилитронов? Если да, то, какие это даст преимущества, если нет, то почему?

ЛИТЕРАТУРА. [1] – c. 40 – 41, [2] – с. 40…43, [3] – с. 30…32, 41…42, [6] – 33…36.

Указания

Соберите цепь согласно схеме (рис. 2.2.4.). Устанавливая последовательно величины входного напряжения постоянного тока по табл. 2.2.1, измерьте соответствующие выходные напряжения и токи стабилитрона. Входные U_ВХ и выходные U_ВЫХ напряжения измерять с помощью вольтметра В 7 -22А (измерение U_ВЫХ проводить с точностью 0, 01 В), а ток прибором Ц 4311. Результаты занесите в таблицу 2.2.1.

Постройте на графике (рис. 2.2.5.) кривую зависимости выходного напряжения U_ВЫХ и I_{СТ ОБР} от напряжения на входе стабилизатора U_ВХ.

Рис. 2.2.4. Схема исследований параметрического стабилизатора напряжения.

Таблица 2.2.1.

U_ВХ, В

U_ВЫХ, В

I_CT_ОБР, мA

Рис. 2.2.5. Зависимости выходного напряжения и тока стабилитрона от величины входного напряжения стабилизатора при его работе в режиме холостого хода.

2.2.2.2. Исследовать влияние тока нагрузки I_Н на величину тока стабилитрона I_СТ.

Указания

Соберите схему согласно рис. 2.2.6, установите максимальное входное напряжение стабилизатора (источник 0…30 В) и подключая поочерёдно сопротивления нагрузки R8, R9, R10 (…….. кОм) (сопротивления расположены в узле мостовых выпрямителей), измерьте посредством прибора Ц 4311 соответствующие значения токов I_R_б и I_Н и занесите их в табл. 2.2.2. Величины тока стабилитрона I _СТ получить расчётным путем, воспользовавшись выражением I_СТ = I_R_б - I_Н.

Рис. 2.2.6.. Схема исследований влияния тока нагрузки на величину тока стабилитрона.

Таблица 2.2.2.

R_Н	R8	R9	R10
I_Н, мА
I_R_б, мА
I_СТ == I_R_б - I_Н, мА

· Постройте на графике (рис. 2.2.7.) кривую зависимости тока I_СТ от

тока нагрузки I_Н.

Рис. 2.2.7. Зависимость тока стабилитрона от величины тока нагрузки.

2.2.2.3. Воспользовавшись выражением (2.2.2.) рассчитать по полученным экспериментальным данным (см. п. 2.2.2.1) коэффициент стабилизации напряжения параметрического стабилизатора при его работе в режиме холостого хода (R_Н – отсутствует).

2.2.2.4. Воспользовавшись выражениями (2.2.3) и определенными в работе 2.1 («Исследование полупроводникового стабилитрона») значениями R_Б и r_ДИФ рассчитать коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора. Полученное значение сравнить со значением полученным экспериментальным путём (см. п. 2.2.2.3).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

2.2.3.1. Тема и цель занятия.

2.2.3.2. Схемы исследований работы параметрического стабилизатора.

2.2.3.3. Таблицы с опытными данными.

2.2.3.3. Расчет по экспериментальным данным значения коэффициента стабилизации напряжения параметрического стабилизатора.

2.2.3.4. Расчет коэффициента стабилизации параметрического стабилизатора по известным R_Б и r_ДИФ.

2.2.3.5. Выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

2.2.4.1. Объясните работу простейшего параметрического стабилизатора напряжения при изменении напряжения питания и изменении сопротивления нагрузки.

2.2.4.2. При каких условиях выходное напряжение параметрического стабилизатора остается постоянным?

2.2.4.3. Когда возникает токстабилизации I_СТ?

2.2.4.4.При каких условиях эффект стабилизации сохраняется даже под нагрузкой?

2.2.4.5. Каким образом можно увеличить напряжение на выходе параметрического стабилизатора при ограниченных величинах напряжений стабилизации отдельных стабилитронов?

2.2.4.6. Каким образом можно увеличь величину коэффициента стабилизации параметрического стабилизатора?

ЛИТЕРАТУРА. [1] – c. 144…146, [3] – c. 306…308, [4] – с. 274…277, [6] с. 335…340.

Указания

Включите и настройте осциллограф. Нажатием кнопки переключите осциллограф в режим открытого входа. Установите луч

развёртки осциллографа в середине экрана. Установите скорость развёртки 5мс/дел, а масштаб развёртки по оси Y - 5 В/дел. Ручками синхронизации добейтесь устойчивого изображения на экране осциллографа.

Перенесите осциллограммы входного напряжения и напряжений на балансном резисторе и стабилитроне (выходное напряжение) на график (рис. 2.3.3.)

Рис. 2.3.3. Осциллограммы напряжений U_ВХ-, U_C_Т ----, U_R_б.-..

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

2.3.3.1. Тема и цель занятия.

2.3.3.2. Схема исследований параметрического стабилизатора.

2.3.3.3. Осциллограммы напряжений.

2.3.3.4. Выводы по работе.

2.3.4. Контрольные вопросы

2.3.4.1. Каким участкам осциллограмм соответствует прямое и обратное включение стабилитрона.

2.3.4.2. Как называются стабилитроны работающие независимо от полярности приложенного напряжения?

ЛИТЕРАТУРА. [1] – c. 144…146, [3] – c. 306…308, [4] – с. 274…277, [6] с. 335…340.

Лабораторная работа №3

3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Цель работы: изучить принцип действия биполярного транзистора, снять экспериментально и построить графики четырех семейств характеристик биполярного транзистора n-p-n типа, по которым определить основные электрические параметры.

3.1.1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Биполярный транзистор это прибор с трехслойной полупроводниковой структурой с чередующейся электропроводностью слоев и двумя p-n переходами, обладающий свойствами управляемого нелинейного резистора.

Транзистор (рис. 3.1.1.) представляет собой полупроводниковый триод, у которого тонкий р - проводящий слой помещен между двумя n -проводящими слоями ( n-p-n транзистор) или n -проводящий слой помещен между двумя р - проводящими слоями ( p-n-p транзистор).

p-n переходы между средним слоем (база) и двумя крайними слоями (эмиттер и коллектор) обладают выпрямительным свойством, как в случае любого выпрямительного диода.

Рис. 3.1.1. Устройство и условные обозначения транзисторов

p-n-p и n-p-n структур.

Характеристики транзистора

Свойства транзисторов описываются следующими четырьмя семействами характеристик.

Входная характеристика показывает зависимость тока базы I_Б от напряжения в цепи база-эмиттер U_БЭ (при U_КЭ = const).

Выходная характеристика показывает зависимость тока коллектора I_К от напряжения цепи коллектор - эмиттер U_КЭ при различных фиксированных значениях тока базы.

Характеристика управления представляет собой зависимость тока коллектора I_К от тока базы I_Б (при U_КЭ = const).

Характеристика обратной связи есть зависимость напряжения цепи база - эмиттер U_БЭ, соответствующего различным неизменным значениям тока базы, от напряжения цепи коллектор - эмиттер U_КЭ при различных фиксированных значениях тока базы.

Указания

Установка напряжений питания входной (U_ВХ) и выходной цепей (U_КЭ) транзистора осуществляется с помощью встроенных в стенд регулируемых источников постоянного напряжения «0 – 30В», а измерение этих напряжений осуществляется с помощью цифрового вольтметра В7-22а. Измерение тока базы I_Б и I_К производятся приборами Ц4311 и В7-22а. Допускается измерение тока с помощью одного прибора Ц4311, но при этом сначала устанавливается ток базы транзистора I_Б, при заданном напряжении U_КЭ, и фиксируется входное напряжение U_ВХ, а затем этим же прибором измеряется ток коллектора I_К при фиксированных значениях входного напряжения, соответствующих заданному току базы. Напряжение U_БЭ определяется расчетным путем по известным току I_Б, величине резистора R_Б(R₆) и напряжению U_ВХ.

Устанавливая ток базы и изменяя напряжение U_КЭ согласно значениям, указанным в табл.3.1.1, снимите зависимость I_К ( U_КЭ ). Повторите эти измерения при каждом значении I_Б, указанном в таблице.

Таблица 3.1.1.

12 3 4 5 Следующая ⇒