- •Содержание:
- •Исследование полупроводниковых приборов
- •1.1.1 Исследование полупроводниковых диодов
- •Теоретическая часть
- •Типы полупроводниковых диодов и их характеристики. Выпрямительные плоскостные низкочастотные диоды
- •Импульсные диоды
- •Диоды Шотки
- •Туннельный диод
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы:
- •1.1.2 Исследование стабилитрона
- •Теоретическая часть
- •Принцип стабилизации напряжения
- •Параметры стабилитрона
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.1.3 Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора в схемах с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором
- •Теоретическая часть
- •Принцип действия и схемы включения транзистора
- •Статические характеристики
- •Малосигнальные параметры
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.4 Исследование характеристик и параметров полевых транзисторов
- •Теоретическая часть
- •Классификация и условные обозначения полевых транзисторов
- •Полевой транзистор с управляющим p – n переходом
- •Статические характеристики
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Основные параметры полевых транзисторов
- •Области применения полевых транзисторов
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.5 Исследование тиристоров
- •Теоретическая часть
- •Диодные тиристоры. Структура и принцип действия.
- •Триодные тиристоры.
- •Уравнение вах тиристора.
- •Классификация, условные обозначения и применение тиристоров.
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.6 Исследование варикапа
- •Теоретическая часть
- •Теория p-n перехода
- •Диффузионная и барьерная емкости р-n-перехода
- •Варикап, его основные параметры и особенности конструирования
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Исследование выпрямителей однофазного переменного тока
- •Теоретическая часть
- •Основные параметры выпрямителей
- •Внешние характеристики выпрямителей
- •Практическая часть
- •Однополупериодная схема выпрямления.
- •1.2.2 Двухполупериодные схемы выпрямления.
- •1..2.3 Схемы выпрямления с умножением напряжения.
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Исследование колебательных контуров.
- •Теоретическая часть
- •Принцип работы пассивных аналоговых фильтров
- •Принцип работы активных аналоговых фильтров
- •Применение
- •Виды фильтров
- •Фильтры нижних частот
- •Фильтры высоких частот
- •Полосовые и заграждающие фильтры
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Исследование свойств терморезисторов
- •Теоретическая часть
- •Термистор
- •Как элемент автоматики, позистор может выполнять следующие функции:
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Исследование свойств варисторов
- •Теоретическая часть
- •Свойства
- •Применение
- •Практическая часть`
- •Контрольные вопросы
- •1.6.1 Исследование оптоэлектронных приборов.
- •Теоретическая часть
- •Физические основы работы фотодиода
- •Отличительные особенности оптронов
- •Обобщенная структурная схема
- •Применение
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
Малосигнальные параметры
Е сли при работе транзистора переменные напряжения на его переходах достаточно малы, то токи в нем являются линейными функциями этих напряжений. Это позволяет рассматривать транзистор как линейный четырехполюсник (рис.4), т.е. как некоторое устройство, имеющее два входных и два выходных зажима, и связь между токами и напряжениями на входе ( ) и выходе ( ) которого выражается системой линейных уравнений.
Из теории четырехполюсников следует, что только две из перечисленных величин независимы, а две другие могут быть выражены через них. В качестве независимых можно выбирать произвольно любую пару величин. Таким образом можно составить шесть систем уравнений, описывающих связь между входными и выходными токами и напряжениями четырехполюсника. Для транзисторов наиболее удобной оказалась система малосигнальных h – параметров, в которой в качестве независимых величин выбираются входной ток и выходное напряжение .
(2.7)
В режиме малых сигналов функции и линейны, поэтому приращения величин можно получить дифференцированием (2.7) следующим образом:
(2.8)
В качестве малых приращений входных и выходных токов и напряжений можно принять переменные составляющие , , , . Тогда (2.8) можно переписать
(2.9)
Коэффициенты в правой части (2.9) называются h – параметрами. Они имеют вполне определенный физический смысл и устанавливают взаимосвязь между токами и напряжениями транзистора.
Если в первом уравнении (2.9) положить , что соответствует короткому замыканию выходной цепи по переменной составляющей (постоянное напряжение на выходных зажимах при этом ), то получаем:
- входное сопротивление транзистора по переменному току при коротко замкнутом выходе.
Если в том же уравнении положить ( ), то
- коэффициент обратной связи по переменному напряжению при разомкнутой входной цепи (холостой ход) по переменному току.
Аналогично из второго уравнения (2.9), получаем:
- коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе по переменному току;
- выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи по переменному току.
Поскольку транзистор допускает три схемы включения, то к обозначению соответствующего параметра добавляется буква, обозначающая схему включения транзистора. Например, для схемы с ОЭ параметры обозначаются
.
Преимущества h – параметров заключаются в удобстве их экспериментального определения. Они легко определяются для заданного режима работы по постоянному току (рабочей точки) по входным и выходным ВАХ. Кроме того, h – параметры измеряют в режимах, близких к режимам работы транзисторов в практических схемах.
Практическая часть
Измерить тепловой ток эмиттерного перехода транзистора , для чего собрать схему рис.7 R=1кОм (R24 и R25 на стенде), VT (на стенде VT2).
Изменяя в пределах 0…10 В измерить 8…10 значений и . Данные занести в Табл.1.
Таблица 1:
,В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве резистора R можно использовать последовательное соединение резисторов R11 и R12.
2. Измерение теплового тока коллекторного перехода . Повторить измерения п. 5.1, поменяв местами эмиттер и коллектор транзистора, измеренные значения и занести в таблицу 1.
3. Измерение прямых коэффициентов передачи тока и . Собрать схему рис.7. Изменяя установить последовательно значения от 1 до 9 mA с шагом в 1 mA и измерить соответствующие значения тока базы . Данные измерений внести в таблицу 2.
Измерение |
Расчет |
|||
,mA |
,mA |
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерение |
Расчет |
|||
,mA |
,mA |
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерение инверсных коэффициентов передачи тока и . Повторить измерения п.5.3, поменяв местами эмиттер и коллектор в схеме рис.7. Данные измерений и занести в таблицу3.
Для заданной преподавателем рабочей точки ( , ) выполнить измерения токов эмиттера и коллектора , используя для этого схемы рис.8 (для ) и рис.9 (при , ). Данные занести в таблицу 4.
В качестве резистора RЭ использовать последовательное соединение резисторов R11 и R12. В качестве резистора RК использовать последовательное соединение резисторов R4 и R5.
Таблица4:
|
, В |
, В |
,mA |
,mA |
,В ,В ( ) |
|
|
|
|
,В ,В ( ) |
|
|
|
|
, - измеряются,
Для схемы рис.9:
, - измеряются,
Выписать из справочника структуру, эксплуатационные и предельно допустимые параметры исследуемого транзистора.
Собрать схему рис.10 для измерений семейств характеристик транзистора. Цоколевка транзистора указана на рис.11.
В качестве резистора R1 использовать схему соединения резисторов:
В качестве R2=5кОм использовать R7, R8 и R9, включённые последовательно.
Снять семейство входных характеристик транзистора при (зажимы 2 – 2' замкнуты накоротко отключен), В и В. Данные для каждой характеристики внести в таблицу 5. Значения тока базы вычисляются по формуле .
, В Таблица 5
, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Снять семейство выходных характеристик при трех значения тока базы IБ = 50, 100, 150 мкA. При измерения следить, чтобы измеряемые величины не превышали предельно допустимых. Данные измерений занести в таблицу 6.
Таблица 6:
, мкА |
|
|||||||
50 |
, В |
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
, В |
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
, В |
|
|
|
|
|
|
|
,mA |
|
|
|
|
|
|
|