electro_mu1

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1 Номер и название работы, номер стенда.

2Цель работы.

3Краткие теоретические сведения с приведением схем всех видов выпрямителей.

4Схема исследуемой цепи ( рисунок 5 ).

5Таблица с экспериментальными и расчетными данными.

6Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Что такое однополупериодный выпрямитель?

2 Каким образом происходит двухполупериодное выпрямление?

3 За счет чего повышается выпрямленное напряжение в трехфазных выпрямителях?

4 Чем объясняется импульсный характер выпрямленного напряжения?

5 У каких выпрямителей больше и у каких меньше максимальное обратное напряжение на диодах и почему?

6 На каких полупроводниковых приборах выполняют неуправляемые выпрямители?

7 Что такое коэффициент пульсаций?

8 Какие способы используют для уменьшения пульсаций?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12 БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1 Изучить назначение и электрические параметры транзистора большой мощности.

2 Снять экспериментально и построить графики входной и выходной характеристик транзистора.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Как элемент электрической цепи биполярный транзистор обычно используется таким образом, что один из его электродов (выводов) является входным, а другой – выходным. Третий электрод (вывод) является общим относительно входа и выхода. В цепь входного

71

электрода включается источник входного сигнала, а в цепь выходного

–нагрузка.

Взависимости от того, какой электрод является общим, различают три способа включения транзисторов в электрическую цепь: по схеме с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с общим коллектором (ОК). В данной лабораторной работе изучаются свойства транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

Анализ работы транзистора и определение его параметров осуществляют путем экспериментального снятия статических вольтамперных характеристик, обычно их две: входная и выходная. Входная

характеристика – это зависимость тока базы (Iб) от напряжения между базой и эмиттером при различных (обычно при одном - двух)

значениях напряжения между коллектором и эмиттером (Uкэ). Выходная характеристика – это зависимость тока коллектора (Iк)от напряжения коллектор-эмиттер (Uкэ) при постоянном, но разном токе базы (Iб). Меняя дискретно ток базы, получают семейство выходных характеристик.

С помощью семейства выходных характеристик определяют такой важнейший параметр транзистора, как его коэффициент

передачи тока (β), по формуле

β = ∆ I к / ∆ I б при U кэ = const .

В данной лабораторной работе изучается мощный кремниевый транзистор типа КТ859А, мезопланарный, структуры n-p-n, переключательный, предназначенный для использования в переключающих устройствах. Корпус транзистора пластиковый, выводы – жесткие.

Основные электрические параметры и предельные эксплуатационные данные транзистора следующие:

Статический коэффициент передачи тока при Uкэ=20В и Iк=1А – не менее 25 .

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер при Iк= 1А, Iб=0,1А – не более 0,6 В.

Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме ОЭ при

Uкэ=10В и Iк = 0,25 А – 3 МГц.

Обратный ток коллектора при Uкб=25В, - не более 0,1 мА. Постоянный ток коллектора – не более 3А.

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора при Тк = -60 ÷ +25°С – не более 25 Вт.

Температура перехода – не более 150°С.

72

3 Снять входную характеристику транзистора при двух значениях Uкэ: 0 и 5В. Для этого предварительно установить переключатель SA3 в положение «Uкэ=0», ручку «РЕГУЛЯТОР Iб» в положение «MIN», переключатель SA4 в положение «ТРАНЗИСТОР». После проверки цепи преподавателем включить универсальный стенд, источник питания «0-24В» и установить напряжение постоянного тока равным 5В. С помощью ручки «РЕГУЛЯТОР Iб» установить поочередно значение тока базы Iб ( по прибору А1 ) в соответствии с таблицей 1, измеряя каждый раз напряжение база-эмиттер Uбэ (по прибору V1), при этом надо принять во внимание, что диапазон измерения прибора А1 составляет 0-50 мА. Ручку «РЕГУЛЯТОР Iб» вернуть в исходное положение.

Переключатель SA3 установить в положение «Uкэ= 5В»; по прибору V2 убедиться, что его показания равны 5В, в противном случае подрегулировать напряжение. С помощью ручки «РЕГУЛЯТОР Iб» установить поочередно значения тока базы Iб ( по прибору А1 ) в соответствии с таблицей 1 (при Uкэ= 5В), измеряя каждый раз напряжение база-эмиттер Uбэ (по прибору V1),при этом учесть, что диапазон измерения прибора А1 теперь составляет 0-10 мА. После последнего измерения ручку «РЕГУЛЯТОР Iб» установить в положение «MIN», а показание прибора V2 – на нуль.

Полученные экспериментальные данные занести в таблицу 1 и построить по ним графики входной характеристики, откладывая в масштабе Uбэ по оси абсцисс и Iб по оси ординат.

Таблица 1

4 Снять семейство выходных характеристик транзистора, для чего предварительно необходимо убедиться, что переключатель SA3 стоит в положении «Uкэ = 5В», переключатель SA4 – в положении «ТРАНЗИСТОР», ручка «РЕГУЛЯТОР Iб» в положении «MIN». Устанавливая поочередно значения напряжения Uкэ (по прибору V2) и

74

изменяя ток базы Iб (по прибору А1)в пределах 0-10мА при каждом новом значении Uкэ, измерить ток коллектора Iк (по прибору А2).

Полученные экспериментальные данные занести в таблицу 2 и построить по ним графики семейства выходных характеристик, откладывая в масштабе Uкэ по оси абсцисс и Iк по оси ординат.

Таблица 2

5 По семейству выходных характеристик рассчитать коэффициент передачи тока β транзистора при Uкэ ≈ 1-2; 3 и 4-5 В и для среднего тока базы Iб = 5 мА. Оценить относительный разброс полученных коэффициентов (в процентах).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1 Номер и название работы, номер стенда.

2Цель работы.

3Краткие теоретические сведения.

4Схема цепи исследования транзистора.

5Таблицы с экспериментальными данными.

6Графики входных и выходных характеристик.

7Расчеты коэффициента передачи тока.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Какие существуют способы включения биполярного транзистора в электрическую цепь?

2В каких устройствах применяют биполярные транзисторы?

3Что такое входная и выходная характеристики биполярного транзистора?

75

4 Что такое коэффициент передачи тока транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером?

5 Остается ли неизменным коэффициент передачи тока при изменении напряжения и тока коллектора?

Лабораторная работа №13 ТРИОДНЫЙ ТИРИСТОР

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1 Изучить назначение и электрические параметры триодного тиристора.

2 Снять экспериментально зависимость напряжения включения тиристора от тока в цепи управляющего электрода.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Триодный тиристор может находиться только в двух состояниях: включенном и выключенном. Во включенном состоянии тиристор пропускает прямой ток Iпр в направлении от анода к катоду, его сопротивление при этом минимально. В выключенном состоянии тиристор в прямом направлении имеет максимальное сопротивление и его прямой ток незначителен. Переход тиристора из выключенного состояния во включенное происходит лавинообразно при достижении прямого напряжения определенного значения, называемого напряжением включения Uвкл. Напряжение включения зависит от тока в цепи управляющего электрода Iу, причем Uвкл будет тем меньше, чем больше Iу. Перевод тиристора из включенного состояния в выключенное осуществляется путем уменьшения прямого тока Iпр до определенного значения, называемого током удержания Iуд, или путем приложения напряжения обратной полярности.

В данной лабораторной работе изучается триодный тиристор типа КУ201Д, кремниевый, переключающий, управляемый, в металлостеклянном корпусе, предназначенный для использования в управляемых выпрямителях, преобразователях, переключающих устройствах автоматики.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТИРИСТОРА СЛЕДУЮЩИЕ:

Постоянное напряжение в закрытом состоянии . . . . . . . . 120 В

76

Ток в закрытом состоянии при максимальном напряжении и температуре 85 °С не более . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 мА

Напряжение в открытом состоянии при Iоткр= 2 А при температуре 25° С, не более . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 В

Постоянный отпирающий ток управляющего электрода при температуре 85° С, не менее . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 мА

Время включения при Uпр.зкр =120 В и Iоткр =2 А, не более 10мкс

Время выключения при Uпр.зкр =120 В и Iоткр =2 А, не более. 100мкс

НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1 Стенд по электронике

2 Источник регулируемого напряжения переменного тока (клеммы А′В′ универсального стенда).

3Источник постоянного напряжения (клеммы Е1 или Е2 универсального стенда).

4Группа (3 шт.) электрических ламп с выключателями на универсальном стенде.

5Вольтметр.

6Амперметр.

7Монтажные провода –12 шт.

ПРОГРАММА РАБОТЫ И УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

1 Перед выполнением работы определить расположение источников питания, измерительных приборов, переключателей и другого оборудования.

ВКЛЮЧАТЬ СТЕНД ТОЛЬКО С РАЗРЕШЕНИЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

2 Собрать цепь по схеме, приведенной на рисунке 2, и установить: переключатель SA1 – в положение «мост», переключатель SA3 – в положение “Iу= 10 мA”, переключатель SA4 – в положение “ТИРИСТОР”, ручку “РЕГУЛЯТОР Iу” – в положение “MIN”, регулятор источника напряжения переменного тока – в пололжение «до упора» против часовой стрелки, выключатели у ламп – в нижнее положение.

3 После проверки цепи преподавателем включить универсальный стенд, источник питания Е1 и источник регулируемого напряжения

77

(клеммы А′В′). При этом показание прибора А1 должно быть равно нулю, т.е. Iу = 0. Нулевое показание должно быть и у амперметра А.

Uвкл

V

A

78

Рисунок 1 4 Включить одну из ламп и наблюдая за показанием амперметра

А, плавно ручкой регулятора увеличить напряжение по

показаниям вольтметра V (напряжение Uвкл). В момент резкого возрастания показаний амперметра А (прямого тока Iпр) прямое напряжение резко уменьшится, это означает, что тиристор включился. Ручку регулятора напряжения оставить в достигнутом положении и, подключая по одной лампе, добиться прямого тока, равного 1 ÷ 1,5 А. Затем ручку регулятора установить в начальное положение, в результате чего показания амперметра упадет до нуля., т.е. тиристор выключится.

5 Снова плавно повысить напряжение до момента включения тиристора и зафиксировать значение напряжения, при котором произошло новое включение тиристора. Ручку регулятора опять установить в начальное положение. Затем ручкой “Регулятор Iу ” установить ток по прибору А1 в цепи управляющего электрода равным 0,5 мА и снова повторить предыдущую операцию.

Повторить описанные операции при всех значениях тока Iу , указанных в таблице; полученные значения Uвкл внести в таблицу 1.

Таблица1

6 Построить в масштабе график зависимости Uвкл=f(Iу). Сравнить полученные экспериментальные данные с паспортными данными исследованного тиристора, сделать выводы.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1 Номер и название работы, номер стенда.

2Цель работы.

3Краткие теоретические сведения.

4Схема цепи исследования тиристора.

5 График зависимости напряжения включения от тока в цепи управляющего электрода.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

79

1 В каком режиме работает тиристор?

2 Чем отличается триодный резистор от диодного?

3 Как влияет ток в цепи управляющего электрода на напряжение включения тиристора?

4 В каких устройствах применяются триодные тиристоры?

5 Как включается и выключается триодный тиристор?

6 Что такое Uвкл тиристора?

ЛИТЕРАТУРА

1Электротехника и электроника, в 3-х книгах, под ред.д.т.н. В.Г. Герасимова, Учебник для неэлектрических специальностей вузов, М., Атомэнергоиздат.

Кн.1 Электрические магнитные цепи, 1996.

Кн.2 Электромагнитные устройства и электрические машины, 1997. Кн.3 Электрические измерения и основы электроники, 1998.

2Борисов Д.M., Липатов Д.Н., Зорин Д.H. Электротехника. - М. : Энергоатомиздат , 1985. - 552 с. : ил.

3Иванов A.A. Справочник по электротехнике . – М.: Вища школа, 1984 .- 304 с. : ил.

4Иванов И.И.» Равдоник B.C. Электротехника . - М. : Высш.шк», 1984

. - 375 с. : ил.

5Москаленко В.В. Электрический привод . - И. : Высв.шк., 1991. - 430 с. : ил.

6Александров К.К. , Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи « схемы. - М.: Энергоатомиздат , 1990 .- 288 с. : ил.

7Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника. - М. : Энергоатом-

издат » 1983 . - 440 с.: ил.

8Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. Уч. Пособие для неэлектротехнических специальностей вузов. М.:

Высш шк. 2000, 255 с.

9Бычков Л.П., Цимбалист В.А. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Электротехника" / Алт.политехн. ин-т им. И.И.Ползунова . - Барнаул : В.И.» 1985 . - 42 с.

10Бычков Л.П. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Электротехника" для студентов всех форм обучения неэлектротехнических специальностей. Раздел "Электрические машины постоянного тока " / Алт.политехн. ин-т им. И.И.Ползунова. -Барнаул :

Б.И.: 1986 .- 29 с.

80