- •Инженерный анализ, моделирование и проектирование электронных устройств
- •Введение
- •1. Технология решения задач инженерного анализа с использованием пакета mathcad
- •1.1. Введение
- •1.2. Рабочее окно Mathcad
- •1.3 Основные встроенные функции и ключевые слова Mathcad
- •1.4. Основные вопросы практического занятия
- •1.5. Перечень рекомендуемой литературы
- •1.6. Типовое задание по Mathcad
- •2. Технология изготовления конструкторской документации с использованием сапр «Компас»
- •2.1. Введение
- •2.2. Основные определения
- •2.3. Основные вопросы практического занятия
- •2.4. Перечень рекомендуемой литературы
- •2.5. Типовое задание
- •3. Технология моделирования электронных устройств с использованием программы multisim
- •Введение
- •3.2. Интерфейс программы Multisim
- •3.2.1. Рабочая область
- •3.2.2. Меню
- •3.2.3. Главная панель инструментов
- •3.2.4. Панели электрорадиоэлементов
- •3.2.5. Панель приборов
- •3.3. Использование Справки (Help)
- •3.4. Создание новой схемы
- •3.4.1. Установка элементов
- •3.4.2. Соединение элементов
- •3.4.3. Установка измерительных приборов
- •3.4.4. Включение схемы
- •3.5. Моделирование работы схемы
- •3.7. Измерительные инструменты
- •3.7.1. Мультиметр
- •3.7.2. Функциональный генератор
- •3.7.3. Двухканальный осциллограф
- •3.7.4. Графопостроитель
- •3.7.5. Генератор слов
- •3.7.6. Логический анализатор
- •3.7.7. Логический преобразователь
- •3.8. Моделирование электронных устройств при помощи программы Multisim
- •3.8.1. Моделирование интегрирующей rc – цепи
- •3.8.2. Моделирование дифференцирующей rc – цепи
- •3.9. Лабораторная работа №1. Исследование полупроводниковых диодов
- •3.9.1. Электронно-дырочный переход (p-n переход)
- •3.9.2. Ступенчатые и плавные р-n переходы
- •3.9.3. Симметричные, несимметричные и односторонние р-n переходы
- •3.9.4. Вольтамперная характеристика р-n перехода
- •3.9.5. Пробои р-n перехода
- •3.9.6. Емкости р-n перехода
- •3.9.7. Светодиод
- •3.9.8. Исследование характеристик диодов
- •3.9.9. Задание на лабораторную работу
- •3.9.10. Контрольные вопросы
- •3.10. Лабораторная работа №2. Исследование выпрямительных схем
- •3.10.1. Назначение и состав схем выпрямления
- •3.10.2. Требования к выпрямителям
- •3.10.3. Коэффициент пульсаций
- •3.10.4. Однополупериодная схема выпрямления
- •Достоинства и недостатки
- •3.10.5. Двухполупериодная схема выпрямления
- •3.10.6. Мостовая схема выпрямления
- •3.10.7. Умножители напряжения
- •3.10.8. Задание на лабораторную работу
- •3.10.9. Контрольные вопросы
- •3.11. Лабораторная работа №3. Исследование стабилизаторов напряжения
- •3.11.1. Однокаскадный стабилизатор напряжения
- •Коэффициент стабилизации
- •Достоинства и недостатки
- •3.11.2. Однокаскадный стабилизатор напряжения c термокомпенсацией
- •3.11.3. Двухкаскадный стабилизатор напряжения
- •3.11.4. Мостовые стабилизаторы напряжения
- •3.11.5. Задание на лабораторную работу
- •3.11.6. Контрольные вопросы
- •3.12. Лабораторная работа №4. Исследование сглаживающих фильтров
- •3.12.1. Простейшие сглаживающие фильтры
- •3.12.2. Сложные сглаживающие фильтры
- •3.12.3. Г-образный индуктивно-емкостный (lc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.4. Г-образный реостатно-емкостный (rc) фильтр
- •Недостатки
- •3.12.7. Задание на лабораторную работу
- •3.12.8. Контрольные вопросы
- •3.13. Лабораторная работа № 5. Исследование биполярных транзисторов
- •3.13.1. Схемы включения биполярных транзисторов
- •3.13.2. Характеристики биполярных транзисторов
- •3.13.3. Исследование вах биполярных транзисторов
- •3.13.4. Коэффициента передачи по току
- •3.13.5. Задание на лабораторную работу
- •3.13.6. Контрольные вопросы
- •3.14. Лабораторная работа № 6. Исследование транзисторных усилительных схем
- •3.14.1. Базовые усилительные каскады
- •3.14.2. Усилительный каскад по схеме с об
- •3.14.3. Исследование усилительного каскада по схеме с оэ
- •3.14.4. Параметры усилительных каскадов
- •3.14.5. Задание на лабораторную работу
- •3.14.6. Контрольные вопросы
- •3.15. Лабораторная работа № 7. Исследование транзисторных ключей
- •3.15.1. Закрытое состояние ключа
- •3.15.2. Открытое состояние ключа
- •3.15.3. Насыщение ключа
- •3.15.4. Быстродействие ключей
- •3.15.5. Элементы связи
- •3.15.6. Ключевой каскад ттл
- •3.15.7. Отрицательная обратная связь
- •3.15.8. Диоды Шоттки
- •3.15.9. Недостатки ненасыщенного транзисторного ключа
- •3.15.10. Задание на лабораторную работу
- •3.15.11. Контрольные вопросы
- •3.16.9. Мдп-транзисторы
- •3.16.15. Управление мдп-транзистором через подложку
- •3.16.16. Режимы обеднения и обогащения
- •3.16.17. Преимущества мдп-транзисторов
- •3.16.18. Разновидности мдп-транзисторов
- •3.16.19. Исследования характеристик мдп-транзисторов
- •3.16.20. Задание на лабораторную работу
- •3.16.21. Контрольные вопросы
- •3.17. Лабораторная работа №9. Генерация и анализ цифровых последовательностей
- •3.17.1. Бит. Логическое слово
- •3.17.2. Триггеры. Регистры
- •3.17.3. Устройства памяти
- •3.17.4. Уровень логического нуля и логической единицы
- •3.17.5. Системы счисления 2, 8, 16
- •3.17.6. Генератор слов
- •3.17.8. Задание на лабораторную работу
- •3.17.9. Контрольные вопросы
- •Содержание
3.9.8. Исследование характеристик диодов
Исследование прямой ветви ВАХ диодов производится с помощью схемы, приведенной на рисунке 14. Она состоит из источника постоянного напряжения V1, амперметра А, исследуемого диода D1 и вольтметра V для измерения напряжения на диоде.
Рис. 14. Схема для исследования прямой ветви ВАХ диода
Для исследования обратной ветви ВАХ диода используется схема, приведенная на рисунке 15.
Рис. 15. Схема для исследования обратной ветви ВАХ диода
3.9.9. Задание на лабораторную работу
Исследовать прямую ветвь ВАХ двух диодов (см. таблицу 1).
Собрать схему (рисунок 14).
Меняя последовательно значения напряжения источника V1 от 0 до 1 В, снимать показания измерительных приборов. Значения токов и напряжений заносить в таблицу Excel.
Исследовать обратную ветвь ВАХ двух диодов из п. 1.
Собрать схему (рисунок 15).
Меняя последовательно значения напряжения источника V1 от 0 до значений, когда ток через диод начнет резко возрастать (пробой), снимать показания измерительных приборов. Значения токов и напряжений заносить в таблицу Excel.
Сравнить эти данные с результатами расчетов по формуле (1). Построить график рассчетной ВАХ для двух диодов.
На основе созданных таблиц построить график ВАХ для двух диодов.
Собрать схему для исследования светодиода (рисунок 14). Определить значение тока, при превышении которого светодиод загорается.
Таблица 1. Задание на лабораторную работу
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
| ||||||||||||||||
Диод |
1N4942GP |
1N4585GP |
1N4586GP |
1N4248GP |
1N4249GP |
1N3611GP |
1N3612GP |
| ||||||||||||||||
Диод |
1N3064 |
1N4009 |
1N4148 |
1N4149 |
1N4150 |
1N4151 |
1N4152 |
| ||||||||||||||||
Светодиод |
голубой |
красный |
зеленый |
оранж. |
желтый |
ИК |
красный |
| ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№варианта |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
Диод |
1N3613GP |
1N3614GP |
N3957GP |
1N4001GP |
1N4002GP |
1N4003GP |
1N4004GP |
Диод |
1N4153 |
1N4154 |
1N4446 |
1N4447 |
1N4448 |
1N4449 |
1N5850 |
Светодиод |
зеленый |
оранж. |
голубой |
ИК |
желтый |
оранж. |
голубой |
№варианта |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
Диод |
1N4005GP |
1N4006GP |
1N4007GP |
1N4245GP |
1N4246GP |
1N4247GP |
Диод |
1N5851 |
1N6478 |
1N6479 |
1N6480 |
1N6481 |
1N6482 |
Светодиод |
зеленый |
ИК |
желтый |
красный |
голубой |
оранж. |
3.9.10. Контрольные вопросы
Устройство полупроводникового диода.
Типы р-n переходов.
Формула, описывающая вольтамперную характеристику р—n перехода.
Типы пробоев р-n перехода и их краткая характеристика.
Составляющие емкости р-n перехода.
Принцип действия светодиодов.
Известные основные типы полупроводниковых диодов и их краткая характеристика.