ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО ТИРИСТОРНОГО

ВЫПРЯМИТЕЛЯ

 

Цель работы – практическое знакомство с двухполупериодным управляемым тиристорным выпрямителем.

1. Подготовка к работе

1.1. Какие выпрямители называются управляемыми?

1.2. Назовите способы включения тиристора.

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок № 9, осциллограф, соединительные провода.

3. Задание: снять регулировочную характеристику двухполупериодного управляемого тиристорного выпрямителя.

4. Порядок выполнения задания.

4.1. Сетевой тумблер – в выключенном положении.

4.2. Подать переменное напряжение с выводом нулевой точки с гнезд стенда «20 – 0 – 20» на входы Х4-Х5-Х6 фазосдвигающей цепочки R1-C, а с гнезд «24 – 0 – 24» стенда на выпрямительную цепь управляемого выпрямителя на гнёзда Х1-Х2-Х3 мнемосхемы.

4.3. Подключить измерительные приборы с пределами измерений, указанными на мнемосхеме.

4.4. Параллельно нагрузке R2 подключить осциллограф.

4.5. Ручку потенциометра R1 повернуть против часовой стрелки до упора, что будет соответствовать углу управления α = 0.

4.6. Включить стенд, поставив сетевой тумблер в положение ВКЛ и нажав кнопки СЕТЬ и ОСЦИЛЛОГРАФ на блоке питания.

4.7. На экране осциллографа с помощью ручек РАЗВЕРТКА, СТАБ, ВОЛЬТ/ДЕЛ, ВРЕМЯ/ДЕЛ добиться устойчивого и удобного для наблюдения изображения синусоидального напряжения на нагрузке.

4.8. Прокалибровать длину полупериода синусоидального напряжения на 6 отрезков шкалы осциллографа, каждый из которых при этом будет соответствовать 30^о.

где L – длина полупериода, мм;

l – длина части полупериода, соответствующая углу 30^о, мм.

4.9. Все последующие измерения для данной схемы произвести при неизменном уровне усилия и длительности сигнала на нагрузке.

4.10. Потенциометром R1 изменять угол управления в пределах, указанных в таблице 2.1.. Через каждые 30^о (деление шкалы) записывать показания измерительных приборов в таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

 

a, град	0о	30о	60о	90о
Uo, B
Io, мА

 

Где I_o, мА - постоянная составляющая выпрямленного тока;

U_o, B - постоянная составляющая выпрямленного напряжения;

a, град - угол управления тиристорами.

4.11. Зарисовать осциллограммы выходного напряжения при a = 0, 30^о, 60^о, 90^о.

4.12.Выключить стенд, нажав кнопки ОСЦИЛЛОГРАФ, СЕТЬ и выключить сетевой тумблер.

4.13. По данным таблицы 2.1. построить регулировочные характеристики U = f(α ) и I = f(α ).

5. Содержание отчета

5.1. Наименование лабораторной работы.

5.2. Цель лабораторной работы.

5.3. Схема управляемого выпрямителя.

5.4. Результаты исследования.

5.4.1. Таблица измерения 2.1.

5.4.2. Осциллограммы выходного напряжения при a = 0, 30^о, 60^о, 90^о.

5.4.3. Регулировочная характеристика.

5.5. Ответы на контрольные вопросы.

6. Контрольные вопросы

6.1. Объясните принцип действия тиристора.

6.2. Что такое угол управления (отсечки)?

6.3. С помощью каких элементов осуществляется управление моментом включения тиристора в схеме выпрямителя?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 (БЛОК № 2)

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО И ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА

Цель работы – практическое ознакомление со схемами включения биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком (ОИ).

 

1. Подготовка к работе.

1.1. Почему схемы ОЭ и ОИ нашли наибольшее применение?

1.2. Какие характеристики являются входными для схем ОЭ и ОИ?

1.3. Какое соотношение существует между токами в биполярном транзисторе?

1.4. Каким образом происходит управление проходящим через полевой транзистор током?

1.5. Чем отличаются транзисторы типа р –n– р от n– р –n?

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок № 2, соединительные провода, микроамперметр.

 

Задание № 1. Исследование биполярного транзистора. Схема А1.

3.1. Снять входную характеристику I_б = f(U_бэ) при U = const.

3.2. Снять выходную характеристику I_к = f(U_кэ) при I_к = const.

 

Задание № 2. Исследование полевого транзистора. Схема А2.

4.1. Снять переходную характеристику I_c = f(U_зи) при U_си = const = max.

4.2. Снять выходные (стоковые) характеристики I_c = f(U_си) при трех значениях U_зи.

 

5. Порядок выполнения задания № 1. Схема А1.

5.1. Снятие выходной характеристики транзистора.

5.1.1. Соединить плюс источника питания V1 =+ 6 В блока питания лабораторного стенда со входом транзистора с резистором R1, гнездо Х1, лабораторного блока №2.

5.1.2. Соединить плюс источника питания V2 = +12 B с входной клеммой питания коллекторной цепи транзистора, согласно мнемосхемы гнездо Х10.

5.1.3. Ручку потенциометра R5 повернуть против часовой стрелки до упора сделав его величину максимальной.

5.1.4. Подключить измерительные приборы вольтметр и миллиамперметр с указанными пределами измерения согласно мнемосхемы, соблюдая указанную полярность.

5.1.5. После проверки схемы, поворачивая ручку потенциометра R5 по часовой стрелке, изменять напряжение коллектора U_кэ в пределах, указанных в таблице 3.1. Лучше измерять напряжение снижая U_кэ. от +8 В до 0, 1 В.

5.1.6. Для каждого фиксированного значения U_кэ, указанного в таблице 3.1., измерить ток коллектора I_к. Результаты измерений занести в верхнюю строчку таблицу 3.1.

5.1.7. Аналогичные измерения произвести при подключении входного напряжения +5 В к клеммам Х2, Х3, Х4. Результаты измерений занести в соответствующие строчки таблицы 3.1. Ручку потенциометра R5 поворачивать в исходное положение при каждом изменении уровня входного сигнала.

5.1.8. По данным таблицы 3.1. построить выходные характеристики I_к = f(U_кэ) при разных уровнях входного сигнала I_б. т. е. при разных значениях R1-R4.

5.1.9. На каждой характеристике указать значение тока базы.

 

Таблица 3.1.

 

Uкэ, В		0, 1	0, 2	0, 4	0, 6	0, 8	1, 2
Iк, мА при R1(Iб1)
Iк, мА при R2(Iб2)
Iк, мА при R3(Iб3)
Iк, мА при R4(Iб4)

 

5.2. Снятие входной характеристики транзистора.

5.2.1. Для снятия входной характеристики транзистора по схеме с ОЭ I_б = f(U_бэ) при Е_к = const, необходимо иметь источник регулируемого напряжения. Регулирование напряжения смещения необходимо осуществлять плавно, для чего предлагается в схеме лабораторного стенда использовать переменный резистор R8. Для измерения тока базы I_б необходимо включить щитовой микроамперметр с пределом измерения 300 мкА между гнездом Х5 на схеме А2 и гнездом Х4 на схеме А1. На гнездо Х8 схемы А2 подать +6 В с V1 блока питания, а –6 В V1 подать на гнездо Х9 cтенда.

5.2.2. Измерение напряжения U_вх осуществлять мультиметром, подключенным к гнездам Х3 и Х11 (^). Интервалы между замерами U_бэ выбирать таким образом, чтобы точнее снять начальный, нелинейный участок входной характеристики. Необходимо снять две входные характеристики I_б = f(U_бэ) при Е_к = 0 и Е_к = 5 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

5.2.3. По данным таблицы 3.2. построить входные характеристики Uбэ = f(I_б) при разных уровнях входного сигнала I_б., ипри разных уровнях Uкэ.

 

Таблица 3.2.

Iб, мкА
Uкэ = 0 В	Uбэ(В)
Uкэ = 5 В	Uбэ(В)

 

6. Порядок выполнения задания № 2. Схема А2.

6.1. Снятие переходной характеристики полевого транзистора.

6.1.1. Источник питания U1 = +6 B соединить с входными клеммами транзистора, а U2 = +12 B – с выходными клеммами согласно мнемосхемы («-» источников подавать на общую точку схемы).

6.1.2. Подключить измерительные приборы с указанными на мнемосхеме пределами измерений и полярностью.

6.1.3. После проверки схемы, поворачивая ручку потенциометра R7 против часовой стрелки, установить такое отрицательное U_зи относительно истока напряжение, чтобы ток стока был равен 0 (I_с = 0) при максимальном напряжении U_си. Для точной установки нулевого значения тока временно установить предел измерения амперметра 2 мА.

6.1.4. Поворачивая далее ручку потенциометра R7 против часовой стрелки, записать показания измерительных приборов в 6 – 5 точках, начиная от точки отсечки U_зиmax (например +2 В) до U_зи = 0.

6.1.5. Когда U_зи = 0 (крайнее левое положение ручки потенциометра R7), изменить полярность напряжения, подаваемого на клемму Х1. Одновременно изменить полярность вольтметра.

6.1.6. Поворачивая ручку потенциометра R7 по часовой стрелке снять показания измерительных приборов в 4 – 6 точках через каждые 0, 5 В от 0 В до --1, 5 В или до -2 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3.

 

Uзи, В	-1, 5	-1	-0, 5		+0, 5	+1	+1, 5	+2
Ic, мА

6.1.7. По данным таблицы 3.3. построить переходную характеристику
I_c = f(U_зи) при U_си = const = max.

6.1.8. По характеристике определить крутизну полевого транзистора S, взяв уравнение в пункте 7.5.2..

6.2.Снятие выходных (стоковых) характеристик полевого транзистора при трех уровнях U_зи.

Подготовительную работу провести согласно п.п. 6.1.1., 6.1.2. В соответствии с требованиями таблицы 3.4. необходимо снять три стоковых характеристики при разных значениях напряжения на затворе транзистора U_зи = 0В, U_зи = 1В, U_зи = -1В.

6.2.1. Ручки потенциометров R7 и R8 повернуть против часовой стрелки до упора.

6.2.2. Подключить измерительные приборы с указанными пределами измерений согласно мнемосхемы А2, соблюдая указанную полярность. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, подсоединять к необходимым клеммам для измерения U_зи.

6.2.3. После проверки схемы преподавателем убедиться, что установлено U_зи = 0.

6.2.4. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, переключить с входа транзистора (затвора) на выход (сток), предварительно установив на нем передел измерения 20 В.

6.2.5. Поворачивая ручку потенциометра R8 по часовой стрелке, изменять напряжение между стоком и истоком U_си в пределах, указанных в таблице 3.4 от +6 В до 0. Для каждого фиксированного напряжения U_си измерить ток стока I_с. Результаты измерений занести в верхнюю строку таблицы 3.4.

6.2.6. Ручку потенциометра R8 поставить в исходное положение.

6.2.7. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, подключить на вход транзистора и выставить предел измерения 2 В.

6.2.8. Поворачивая ручку потенциометра R7 по часовой стрелке, установить напряжение между затвором и истоком U_зи = 1 В.

6.2.9. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, переключить с входа (затвора) транзистора на выход (сток), предварительно установив на нем предел измерения 20 В.

6.2.10. Поворачивая ручку потенциометра R8 по часовой стрелке, изменять напряжение U_си в пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного значения напряжения U_си измерить ток I_с. Результаты измерений занести в таблицу 3.4.

6.2.11. Ручку потенциометра R8 повернуть в исходное положение, а ручку R7 оставить в прежнем.

6.2.12. Аналогичные измерения (п.п. 6.2.10) произвести при U_зи = -1 В. Для этого поменять полярность напряжения питания, подаваемого на входные клеммы схемы (5 В). Результаты измерений занести в таблицу 3.4. Отключить стенд.

Таблица 3.4.

 

Uзи = 0	Uси, В		0, 2	0, 4	0, 6	0, 8
Iс, мА
Uзи = 1 В	Uси, В
Iс, мА
Uзи = -1 В	Uси, В
Iс, мА

 

6.2.13. По данным таблицы 3.4. построить семейство выходных характеристик I_c = f(U_си) при U_зи = 0; 1; -1 В.

6.2.14. По выходным характеристикам определить дифференциальное сопротивление стока R_c для каждого значения U_зи. Формулу взять в пункте 7.5.2.

7. Содержание отчета.

7.1. Наименование лабораторной работы.

7.2. Цель работы.

7.3. Перечень приборов и оборудования.

7.4. Исследуемые схемы (А1, А2).

7.5. Результаты исследований.

7.5.1. Характеристика:

- выходные I_к = f(U_кэ) при I_б = const для биполярного транзистора; входные I_б = f(U_бэ) при Е_к= const;

- переходная I_с = f(U_зи) при U_си = const для полевого транзистора;

- выходная (стоковая) I_c = f(U_си) при U_зи = 0 В; 1 В; -1 В.

7.5.2. Расчеты:

- крутизна S = для полевого транзистора;

- дифференциальное сопротивление стока при трех значениях U_зи для полевого транзистора.

7.6. Выводы по характеристикам.

7.7. Ответы на контрольные вопросы.

8. Контрольные вопросы.

8.1. Что такое h – параметры транзистора?

8.2. Чем определяется ширина канала в полевых транзисторах?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: