Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Сыктывкарский государственный университет

Кафедра радиофизики и электроники

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Сборник лабораторных работ

Сыктывкар 2006

Печатается по постановлению

Редакционно-издательского совета СыктГУ

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА. Сборник лабораторных работ / Под ред. И.В. Антонец, В. А. Буханцов, Л. Н. Котов, Л. С. Носов. Сыктывкар: Изд-во СыктГУ, 2006. 168 с.

Пособие является частью общего физического практикума и содержит описания лабораторных работ по радиоэлектронике. Все лабораторные работы состоят из двух частей: краткое описание теории исследуемого явления; описание экспериментальной установки и порядок выполнения работы. Описаны методы обработки результатов измерений и рассмотрены погрешности физических величин.

Для студентов естественных специальностей и преподавателей вузов.

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ 4

1. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 5

Лабораторная работа № 1 Изучение полупроводниковых приборов с одним р-n переходом (диодов) 5

Лабораторная работа № 2 Транзистор 11

Лабораторная работа № 3 Изучение вынужденных колебаний и явления резонанса в последовательном и параллельном колебательных контурах 16

Лабораторная работа № 4 Параметры приемника супергетеродинного типа 22

Лабораторная работа № 5 Изучение характеристик усилителя низкой частоты на сопротивлениях 27

Лабораторная работа № 6 Тиратронный генератор релаксационных колебаний 31

Лабораторная работа № 7 Мультивибратор 35

Лабораторная работа № 8 Детектирование 39

Лабораторная работа № 9 Изучение электронных стабилизаторов напряжения 44

Лабораторная работа № 10 Генераторы гармонических колебаний 49

Лабораторная работа № 11 Электронные лампы 54

Лабораторная работа № 12 Полевые транзисторы 59

Лабораторная работа № 13 Изучение элементной базы, топологии и конструкции полупроводниковых интегральных микросхем 65

Лабораторная работа № 14 Гибридные интегральные микросхемы 70

Лабораторная работа № 15 Цифровые микросхемы 74

Лабораторная работа № 16 Изучение дифференцирующих и интегрирующих цепей 77

Лабораторная работа № 17 Гармонический анализ 79

2. Анализ вычисления погрешностей и обработка результатов 84

2.1 Погрешность однократного измерения 84

2.2 Обработка результатов многократных измерений одной и той же величины 84

2.3 Погрешности косвенных измерений 85

Литература 86

Предисловие

Сборник лабораторных работ по радиоэлектронике составлен в соответствии с программой курса «Основы радиоэлектроники» и содержит описания 17 лабораторных работ, которые разработаны преподавателями и сотрудниками физического факультета. Лабораторные работы пронумерованы в соответствие с установившейся нумерацией, имеющейся в лаборатории «Радиоэлектроника». В сборнике, во второй части, приведён анализ вычисления погрешностей, которые необходимо знать при выполнении лабораторных работ. Знакомство с этим разделом обязательно для всех, кто будет выполнять лабораторные работы. Порядок нумерации формул и рисунков в сборнике сохраняется внутри описания одной лабораторной работы. Библиографический список приведён для всех работ в конце сборника.

Часть работ предназначена для углублённого изучения предмета студентами специальности «Радиофизика и электроника». Лабораторные работы испытаны в лаборатории физического практикума «Радиоэлектроника» Сыктывкарского государственного университета.

Отзывы, замечания и предложения, касающиеся сборника, с благодарностью будут приняты по адресу: 167001, г. Сыктывкар, Октябрьский проспект, 55, Сыктывкарский государственный университет, кафедра радиофизики и электроники. Электронный адрес: krie@syktsu.ru.

1. Лабораторные работы Лабораторная работа № 1 Изучение полупроводниковых приборов с одним р-n переходом (диодов)

Введение

В полупроводниках при все валентные электроны участвуют в образовании ковалентных связей и удельная электропроводность равна. С повышением температуры или под влиянием облучения часть валентных электронов отрывается от своих атомов. На их местах остаются вакансии («дырки»), которые могут заниматься другими электронами. Для изучения процессов в полупроводниках «дырки» удобно рассматривать как частицы с положительным зарядом, равным заряду электрона. При комнатных температурах (порядка) число свободных электронов (и, соответственно, равное ему число дырок) относительно невелико, и поэтому электропроводность полупроводников на несколько порядков ниже, чем у металлов, где в электропроводности участвуют все валентные электроны. С ростом температуры электропроводность чистых полупроводников (собственная проводимость) экспоненциально возрастает.

При введении в полупроводник донорной (n) или акцепторной (р) примеси в нем, наряду с собственными, появляются примесные электроны или дырки, причем их концентрация, практически равная концентрации атомов примеси, на порядка выше, чем собственная, поэтому их называют “основными” носителями, в отличие от “неосновных” собственных. От температуры концентрация примесных носителей почти не зависит.