- •В.И. Паутов
- •5. Порядок проведения измерений
- •6. Обработка результатов измерений
- •7. Содержание отчёта по работе
- •4. Основные термины и определения
- •5. Моделирование стабилизатора
- •6. Определение параметров стабилизатора
- •7. Содержание отчёта по работе
- •8. Контрольные вопросы
- •Содержание
- •620109, Екатеринбург, ул. Репина, 15
Федеральное агентство связи
Уральский технический институт связи и информатики (филиал)
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
В.И. Паутов
ЭЛЕКТРОНИКА
Методические указания по выполнению практических работ
для студентов заочной формы обучения
направления 210700.65
Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Екатеринбург
2014
ББК 32.852
УДК 621.382
Рецензент: доцент, к.т.н., В.А. Матвиенко
Паутов В.И.
Электроника: Методические указания по выполнению практических работ / В.И. Паутов.- Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2014, - 16 с.
Методические указания включают указания к практическим работам: «Статические характеристики и параметры стабилитрона», «Параметрический стабилизатор» и предназначены для студентов заочной формы обучения направления 210700.65 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
Практикум проходит в среде моделирующего пакета Electronics Workbench.
Рекомендовано НМС УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ» в качестве методических указаний по выполнению практических работ по курсу «Электроника» для студентов заочной формы обучения направления 210700.65 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».
Кафедра общепрофессиональных дисциплин
©УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2014
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Методические указания по выполнению практических работ по курсу "Электроника" составлены на основании государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по направлению 210700.65 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».
Практические работы студентов является неотъемлемой частью учебного процесса и входит в аудиторную учебную нагрузку студентов.
Согласно учебному плану направления для заочной формы обучения на практические работы запланировано 6 часов аудиторных занятий. В течение этого времени студенты должны выполнить все необходимые расчеты, провести моделирование, оформить по работе отчет и защитить его. В методических указаниях представлено две работы.
При выполнении работы студенты приобретают навыки проводить практические расчеты электронных схем, учатся пользоваться специальной и справочной литературой. Знания, полученные при выполнении практических работ, помогут выполнить курсовую работу.
Указания содержат описания практических работ, в которых приведены цели работы, порядок выполнения работ, порядок оформлении отчета, перечень литературы. В каждой работе имеется раздел самостоятельной подготовки студентов к занятиям.
Моделирование предварительно рассчитанной схемы проходит в среде моделирующего пакета Electronics Workbench. Каждый студент (бригада) выполняет работу своего варианта. Номер варианта выбирается согласно номеру рабочего места в лаборатории.
При выполнении работ вне сессии вариант выбирается по двум последним цифрам номера зачетной книжки.
Таблица 1. Темы практических занятий
-
№ темы
Наименование практических работ
Количество часов по учебному плану
3
Статические характеристики и параметры
стабилитрона
2
6
Параметрический стабилизатор
4
Всего
6
3
РАБОТА 1
СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ
СТАБИЛИТРОНА
1. Цель работы
Экспериментальное определение характеристик и параметров специального диода – стабилитрона.
2. Подготовка к выполнению работы
3.1 Изучить по учебной литературе физические процессы в полупроводниковых диодах [1–3].
3.2 Изучить описание лабораторной работы, продумать порядок проведения эксперимента.
3.3 Выполнить предварительные расчеты.
3.4 Ответить на контрольные вопросы.
3. Расчетная часть Вычислить величину смещения прямой ветви и обратной ветви характеристики стабилитрона под действием температуры, если температура изменяется в пределах 40 градусов.
4. Основные теоретические положения
Полупроводниковым диодом называют двухэлектродный полупроводниковый прибор, содержащий один или несколько электрических переходов (p-n-переходов или переходов металл-полупроводник).
Стабилитрон относится к специальным диодам. Его особенность состоит в том, что может работать в режиме пробоя, при условии, что мощность рассеяния не превышает допустимую.
Прямая ветвь вольт-амперной характеристики стабилитрона описывается тем же уравнением и имеет тот же вид, что и вольт-амперная характеристика выпрямительного диода.
У диодов в том числе и у стабилитрона при увеличении обратного напряжения наблюдается пробой, под которым понимают резкое увеличение обратного тока. Различают три вида пробоя: тепловой, лавинный и туннельный.
Тепловой пробой обусловлен нагреванием p-n-перехода при протекании через него обратного тока. Рост температуры p-n-перехода приводит к росту обратного тока, который приводит к росту температуры и т.д. Если количество теплоты, выделяемой в переходе, превышает количество отводимой теплоты, то этот процесс будет лавинообразно развиваться и закончится разрушением
p-n-перехода.
4
Лавинный пробой возникает в p-n-переходах при невысокой степени легирования, когда носители на длине свободного пробега под воздействием электрического поля могут приобрести энергию, достаточную для образования но-
вых пар носителей путем ударной ионизации атомов полупроводника.
Напряжение
лавинного пробоя очень слабо
Туннельный пробой имеет место в сильно легированных p-n-переходах и связан с туннельным эффектом, под которым понимают переход электронов
через тонкий потенциальный барьер без изменения энергии.
Напряжение туннельного пробоя не превышает 5 В и тоже очень слабо зависит от тока, протекающего через p–n–переход.
При повышении температуры напряжение лавинного пробоя уменьшается из-за некоторого уменьшения ширины запрещенной зоны (рис. 1).
Лавинный и туннельный пробой не разрушают структуру p-n-перехода, если не переходят в тепловой. Лавинный и туннельный пробой как полезные явления используются в стабилитронах.