2. Порядок виконання роботи

Роботу виконують за допомогою модуля 6 “Дослідження ПТ”. Для підключення цього модуля перемикач SA3 перевести в положення “2”. В роботі досліджуються ПТ типу КП350А з двома ізольованими затворами та n-каналом. Виконувати роботу необхідно в такій послідовності:

1. Ознайомитися з принциповою електричною схемою модуля (рис. 6.12) та розташуванням елементів регулювання на його платі:

Рис. 6.12. Принципова електрична схема модуля для дослідження ПТ

Для живлення кола стоку використовують джерело напруги 12 В. Напруга регулюється від 3 до 12 В потенціометром E_C та вимірюється вольтметром PА2. Струм, що тече через транзистор, вимірюється міліамперметром PV2, який ввімкнено в коло витоку. На рис. 6.12 зображена схема для дослідження ПТ з двома ізольованими затворами. Напруга на першому затворі регулюється за допомогою потенціометра R9 (на передній панелі позначений U_31B) та вимірюється вольтметром PV1. Напруга на другому затворі регулюється потенціометром R11 (U_32B). Перемикач SA4 відключає навантаження при проведенні досліджень в статичному режимі (положення “1”). Потенціометр R16 (на панелі позначений R_C) регулює опір в колі стоку.

2. Зняти сімейство керувальних (стокзатворних) характерис-тик польового транзистора I_D = ƒ(U_31B) при U_DS = const та U_32B = const. Для цього:

• перевести потенціометри R9 (U_31B), R11 (U_32B), R_C та E_C в ліве крайнє положення, а U_а – в крайнє праве (розташований на модулі 5);

• перемикач SA4 перевести в положення "1";

• ввімкнути джерела живлення + 12 В та + 27 В і потенціометром E_C, встановити напругу стоку 5 В (контролюється PV2);

• перевести потенціометр R11 в середнє положення і зафіксувати струм витоку (стоку) I_B = I_C при U_31B = 0;

• збільшуючи позитивну напругу на першому затворі потенціометром R9, зафіксувати значення напруги U_31B та струму стоку I_D в трьох точках на початковій зростаючій ділянці та в трьох точках на пологій ділянці характеристики;

• повторити вимірювання при крайньому правому положенні потенціометра R11 (коли напруга на другому затворі близько 12 В);

• провести вимірювання при напрузі на стоці 12 В (встановлюється потенціометром E_C);

• результати занести в протокол та побудувати сім'ю керувальних характеристик.

3. Зняти сім'ю вихідних характеристик ПТ I_D = ƒ(U_DS) при U_31B = const та U_32B = const. Для цього:

– встановити на першому затворі U_31B = 0, а потенціометр R11 перевести в крайнє праве положення (U_32В = 12 В); зафіксувати струм стоку (I_D) при напрузі на стоці 3; 5 та 12 В;

– виконати ті ж самі вимірювання при U_31B 1 та 2 В;

– результати занести в протокол та побудувати сім'ю вихідних характеристик.

4. Визначити статичні диференціальні параметри ( ) транзистора, який досліджується, побудувати низькочастотну електричну модель (еквівалентну схему) транзистора.

5. Побудувати дві лінії навантаження та визначити значення опору в колі стоку при двох положення потенціометра R16. Для цього:

– перемикач SA4 перевести в положення “2”, а потенціометр R16 – в крайнє ліве положення;

– ввімкнути осцилограф та підключити його до виходів (11 та 12);

– потенціометром E_C встановити напругу живлення 10 – 12 В (контролюється PV2);

– на сім'ю вихідних характеристик, побудованих в п. 3, нанести точку лінії навантаження з координатами E_D, I_D = 0;

– при крайньому правому положенні потенціометра R11 встановити напругу U_31B = 2 В;

– визначити струм насичення I_DSsat (PA2) та за допомогою осцилографа – залишкову напругу на стоці U_DSЗАЛ;

– на сім'ю вихідних характеристик нанести точку I_DSsat та U_DSЗАЛ і провести лінію навантаження (слід враховувати, що ця точка повинна знаходитись на статичній характеристиці I_D = ƒ(U_DS) при U_31B = 2B);

– визначити струм насичення I_DSsat та залишкову напругу U_DSЗАЛ на транзисторі при крайньому правому положенні потенціометра R16. Побудувати лінію навантаження.

6. Дослідити часові параметри ключа на польовому транзисторі. Для цього:

   • потенціометр R16 перевести в крайнє ліве положення;

   • потенціометром E_C встановити напругу джерела живлення 10…12 В;

   • вхід осцилографа ПІДСИЛЮВАЧ Y1 підключити до виходів 11 та 12 лабораторного макета, а вхід ПІДСИЛЮВАЧ Y2 – до генератора імпульсних сигналів;

   • ввімкнути генератор імпульсних сигналів та встановити на виході негативні імпульси тривалістю 1,5…2 мкс, амплітудою 1,5…2,5 В, з частотою повторення 80 кГц;

   • потенціометрами U_31B та U_32B перевести ключ в режим насичення (точка I_DSsat, U_DSЗАЛ). При цьому розгортка осцилографа максимально наближається до рівня нульового потенціалу (U_DSЗАЛ → 0), U_31B = 2 В;

   • підключити вхід генератора до клем 7 та 8;

   • збільшуючи амплітуду негативних вхідних сигналів, добитися формування вихідних позитивних сигналів максимальної амплітуди (∆U = E_C – U_DSЗАЛ);

   • визначити тривалості ввімкнення t_r та вимикання t_f ключа, а також значення залишкових напруг при двох положеннях потенціометра R16.

     7. Результати занести в протокол та намалювати дві осцилограми. Пояснити зміну форми імпульсу та стоку та його зміщення по вертикалі при зміні значення R_C;

– нанести осцилограми на сім'ю вихідних статичних характеристик з лініями навантаження, які отримані в п.5;

– зобразити зміну форми вихідних сигналів при зміні напруг на першому та другому затворах.

Слід звернути увагу на те, що на рис. 6.11 наведені осцилограми для ПТ з p–каналом, а в лабораторній роботі досліджується ПТ з n–каналом.

8. Дослідити ПТ при керуванні різними інформаційними сигналами, які одночасно підключаться на обидва затвори:

– ввімкнути генератор гармонічних сигналів. Сигнали амплітудою близько 2 В, частотою 100 кГц подати на вхід 8 – 7 (корпус). Слід звернути увагу на те, що в схему модуля 6 внесені зміни. На відміну від схеми, яка зображена на передній панелі, виходи 8 та 9 не з'єднані між собою. Використовується модуль, який відповідає схемі (рис. 6.12);

– генератор імпульсних сигналів приєднати до клем 9 та 10 (другий затвор) і подати негативні імпульси з частотою 10-20 кГц;

– регулюючи напругу на затворах транзистора та амплітуду вхідних сигналів, отримати на екрані осцилографа модульовані коливання. Намалювати осцилограми при різних напругах на затворах та двох крайніх положеннях потенціометра R16. Пояснити отримані результати.

Оптимальним режимом є підсилення синусоїдальних сигналів з мінімальними нелінійними похибками. Для того, щоб спостерігати форму гармонічних вихідних сигналів, необхідно перемикач осцилографа СИНХРОНІЗАЦІЯ перевести в положення “Внутр. 1”.

8. Вимкнути стенд, джерела живлення, генератори та осцилограф.

9. Проаналізувати отримані результати, сформулювати висновки по роботі та оформити протокол звіту.

3. Зміст звіту

Звіт повинен містити:

1. Мету лабораторної роботи.

2. Паспортні дані та експлуатаційні параметри досліджуваного ПТ (КП350А), умовні графічні зображення та позначення ТП.

3. Принципову електричну схему лабораторного модуля для дослідження ПТ, виконану за стандартом.

4. Результати дослідження ТП, які подані у вигляді таблиць, графіків, електричної моделі та осцилограм.

5. Висновки, які ґрунтуються на аналізі отриманих результатів.