- •Методические руководтва к лабораторным работам по физическим основам элктроники. Факультет мтс. Поток мм, мо.
- •3 Литература
- •4 Схема исследования
- •4. Привести осциллограммы подводимого напряжения, напряжений на диоде и на нагрузке. Осциллограммы строятся одна под другой с соблюдением масштаба времени.
- •5 Содержание отчета
- •Работа №3. Исследование статических характеристик и параметров полевых транзисторов с управляющим
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •Литература
- •3 Транзисторы, исследуемые в работе
- •4 Схемы исследования
- •5 Задание к работе в лаборатории
- •6 Указания к составлению отчета
- •Лабораторная работа №4.
- •Исследование статических характеристик
- •И параметров мдп полевых транзисторов
- •Распечатанный протокол заготовки отчета должен содержать титульный лист и пункты №1, 3, 4, 5. Методических указаний.
- •Работа №5. Исследование статических характеристик биполярного транзистора Часть №1. Схема об. Часть №2 Схема оэ.
- •2 Подготовка к работе
- •3 Схемы исследования
- •4 Задание к работе в лаборатории
- •5 Содержание отчета
- •Лабораторная работа №6
- •Исследование частотных свойств
- •Транзисторов
- •Распечатанный протокол заготовки отчета должен содержать титульный лист и пункты №1, 3, 4, 5. Методических указаний.
- •5.3На графике № 2 построить зависимости н11б и н11э от частоты (рисунок 4.6). Рисунок 4.6
Методические руководтва к лабораторным работам по физическим основам элктроники. Факультет мтс. Поток мм, мо.
Работа №1. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
И ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
Цель работы
Изучить устройство полупроводникового диода, физические процессы, происходящие в нем, характеристики, параметры, а также типы и применение полупроводниковых диодов.
2 Подготовка к работе
Изучить следующие вопросы курса:
Электрические свойства полупроводников. Собственные и примесные полупроводники.
Электронно-дырочный переход, его характеристики и параметры. Прямое и обратное включение p-n перехода.
Вольтамперные характеристики и параметры полупроводниковых диодов.
Влияние температуры на характеристики и параметры диодов.
Типы полупроводниковых диодов, их особенности и характеристики. Применение.
Ответить на следующие контрольные вопросы:
2.2.1. Что такое собственная и примесная проводимость полупроводника?
Объяснить образование электронно-дырочного перехода.
Что такое контактная разность потенциалов? Как она образуется?
Чем определяется толщина p-n перехода?
Нарисовать потенциальную диаграмму p-n перехода при включении его в прямом и обратном направлениях?
Привести классификацию и пояснить систему обозначений полупроводниковых диодов.
Рассказать об особенностях устройства выпрямительных и высокочастотных диодов.
Сравнить теоретическую и реальную вольтамперную характеристики диода.
Сравнить вольтамперные характеристики диодов, изготовленных из Ge, Si и Ga As.
Нарисовать и объяснить характеристику стабилитрона. Показать на ней рабочий участок.
Нарисовать и объяснить вольтамперные характеристики диода для двух различных значений температуры.
Нарисовать и объяснить вольтамперные характеристики диода; указать участки, которые соответствуют состоянию электрического и теплового пробоя.
Перечислить основные параметры полупроводниковых диодов
( номинальные и предельные).
2.2.14. Дать определение дифференциальных параметров и пояснить их физический смысл.
2.2.15. Что такое барьерная и диффузионная емкости диода? Дать определение.
2.2.16. Объяснить принцип действия и особенности применения полупроводниковых диодов различных типов: выпрямительных, высокочастотных, импульсных, стабилитронов, варикапов.
2.2.17. Нарисовать условные обозначения выпрямительных диодов,
стабилитронов, варикапов и схемы их включения.
Какими способами можно увеличить допустимую мощность,
рассеиваемую диодом?
3 Литература
Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. /Под редакцией Федорова Н.Д. -М: Радио и связь, 1998. Стр. 11-66.
Электронные приборы. /Под редакцией Шишкина Г.Г. -М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр. 12-43, 54-88, 97-129.
Батушев В.А. Электронные приборы. -М.: Высшая школа, 1980. Стр. 29-85.
Справочники по полупроводниковым диодам.
Конспект лекций.
4 Схема исследования
На рис. 1 и 2 приведены схемы для снятия вольтамперных характеристик диода. Необходимость использования двух схем для снятия прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики вызвана тем, что напряжение на диоде при прямом включении значительно меньше, чем при обратном. Поэтому используются разные источники напряжения G1 и G2 для снятия прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики. Для ограничения резкого изменения тока последовательно с источниками включен резистор R1.
Рис. 1.
Рис. 2.
Отличие схем состоит также в том, что в первой схеме вольтметр подключен параллельно диоду, а во второй - источнику. Подключать вольтметр непосредственно к диоду во второй схеме не следует, так как ток, протекающий через вольтметр, соизмерим с обратным током диода, и микроамперметр будет показывать сумму токов диода и вольтметра, давая большую погрешность.
Пределы измерения приборов следует выбирать с учетом максимально допустимых параметров исследуемых диодов.
На рисунке 3 приведена схема исследования диода на переменном токе. Источником переменного тока является генератор G, в качестве которого используется генератор Г3-111 или подобный. Форму подводимого напряжения, напряжения на диоде и на нагрузке наблюдают с помощью осциллографа.
Рис. 3.
Задание к работе в лаборатории.
5.1 Выписать из справочника максимально допустимые параметры диодов IПР МАКС, UОБР МАКС, исследуемых в лаборатории, и занести их в таблицы 1 и 2, а также параметры стабилитрона UСТ и IСТ МАКС , которые следует занести в таблицу 3.
5.2. Собрать схему для снятия вольтамперных характеристик диодов при прямом включении (рисунок 1). Пределы приборов рV1- в зависимости от типа диодов установить 0,51 B, а pA1 - чтобы не превышал 0,5 IПР МАКС.
5.3. Последовательно снять вольтамперные характеристики предложенных диодов. Результаты занести в таблицу 1. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица 1а. Диод ... (Ge) IПР МАКС=... мА
UПР, В |
|
|
|
|
|
|
|
IПР, мА |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1б. Диод ... (Si) IПР МАКС=... мА
UПР, В |
|
|
|
|
|
|
|
IПР, мА |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1в. Стабилитрон ... (Si) IПР МАКС=... мА
UПР, В |
|
|
|
|
|
|
|
IПР, мА |
|
|
|
|
|
|
|
5.4. Собрать схему для снятия вольтамперных характеристик диодов при обратном включении (рисунок 2). Предел миллиамперметра pA1 установить 0,1 мА, а вольтметра pV1 - чтобы не превышал 0,5UОБР МАКС, но не более 50 В.
5.5. Снять вольтамперные характеристики германиевого и кремниевого диодов, результаты измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2а. Диод ... UОБР МАКС= ... В
UОБР, В |
|
|
|
|
|
|
|
IОБР, мкА |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2б. Диод ... UОБР МАКС=... В
UОБР, В |
|
|
|
|
|
|
|
IОБР, мкА |
|
|
|
|
|
|
|
5.6. Снять вольтамперную характеристику кремниевого стабилитрона. Для этого предел миллиамперметра pA1 установить 20-50 мА. Результаты занести в таблицу 3. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица 3. Стабилитрон ... UСТ=... В, IСТ МАКС=... мА
UОБР, В |
|
|
|
|
|
|
|
IОБР, мА |
|
|
|
|
|
|
|
5.7.Исследоать германиевый диод на переменном токе. Для этого собрать схему (рисунок 3).
5.8. Зарисовать осциллограммы:
а) подводимого переменного напряжения от генератора U(t),
б) напряжения на диоде UD(t),
в) напряжения на нагрузке UR(t).