“ОСНОВИ ПОБУДОВИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ

ПОБУТОВОЇ РЕА”

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

для студентів напрямку підготовки

6.050902 “Радіоелектронні апарати”

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”

“ОСНОВИ ПОБУДОВИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ

ПОБУТОВОЇ РЕА”

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Затверджено Методичною радою НТУУ “КПІ”

Київ

НТУУ “КПІ”

Вступ

Методичні вказівки призначені для поглиблення знань з дисципліни “Основи побудови та застосування побутової радіоелектронної апаратури”.

Короткі теоретичні відомості, що наводяться, не замінюють матеріалу основних теоретичних курсів, а лише окреслюють коло питань для підготовки, проведення роботи, звіту та захисту експериментальних результатів.

Зміст лабораторних робіт

Лабораторні роботи направлені на засвоєння фундаментальних понять єлектроніки на основі популярних схем побутової електроніки. Таким чином поєднується мета і мотивація для ґрунтовного засвоєння курсу на основі уміння застосовувати теоретичні знання на прикладі простих схем побутової електроніки. Відповідність лабораторної роботи і розділу навчальної робочої програми наведені в таблиці.

№ роботи	Тема лабораторної роботи	Тема, розділ навчальної програми,
1	Температурні сенсори на основі транзистора	Тема 1.2. Особливості схем включення біполярних та МОН-транзисторів.
2	Автоколивальний режим в мультивібраторі	Тема 1.6. Фундаментальні принципи збудження коливань генератора.
3	Дослідження вольт-амперних характеристик діодів та стабілітрону	Тема 1.5. Відтворення вольт-амперних характеристик.
4	Амплітудна модуляція низько-частотного сигналу високими частотами	Тема 1.7. Амплітудна, частотна та фазова модуляція. Тема 1.11. Вузли радіоприймачів: амплітудний детектор
5	Дослідження одностороннього та диференційного сигналу	Тема 1.1. Поняття сигналу як носія інформації. Односторонній, диференційний та синфазний сигнал.
6	Дослідження ефекту зменшення впливу синфазної завади	Тема 1.4. Порівняння диференційних підсилювачів. Боротьба з синфазною завадою.

Порядок виконання робіт.

Роботи виконуються послідовно. До виконання допускаються особи, що відповіли на контрольні питання з теоретичного мінімуму, наведеного в роботі. Робота зараховується по контрольним питання щодо змісту роботи.

Лабораторна робота №1

Температурні сенсори на основі pn-переходу

1. Мета та призначення роботи.

Дана робота має за мету

• Порівняти роботу переходу база-емітер при включені транзистора з підключеним та відірваним колектором.

• Визначити, чи зберігається властивість транзистора підсилювати струм бази, коли база та колектор поєднані.

• Визначити, чи зберігається співвідношення I_k=BI_b.

2. Теоретичні основи

Основою температурної чутливості сенсора є неоднорідність, яку являє собою pn-перехід. Інформацію складає залежність напруги на відкритому pn-переході при відомому струмі [1,2]. Напруга на переході залежить також від щільності струму та концентрації носіїв в областях p і n. Для ідеалізованого pn-переходу база-емітер pnp-транзистора, через який в прямому напрямку проходить струм I, напруга становить U=φ_Tln(I/I₀+1), де φ_T= kT/q – температурний потенціал, I₀ – тепловий струм, який також називають “зворотнім струмом насичення”.

Де q- заряд електрона, D_pb – коефіцієнт дифузії дірок в базу, D_ne – коефіцієнт дифузії електронів в емітер, S – площа переходу, p_0b,n_0e – концентрації дірок та електронів в базі та емітері в рівноважному стані, w_b, w_e – ширина області бази та емітера, L_pb, L_nе – середня довжина дифузії дірок та електронів. L=(Dτ)^Ѕ .

3. Схема електрична.

Схема, рис.1-3, реалізована на основі транзистора КТ315И. Транзистор виконано на основі технології виробництва інтегральних біполярних мікросхем за допомогою серійних технологічних процесів. Конструктивні характеристики транзистора наступні:

• емітер – круглий, діаметр 113мкм, глибина - 1,7 мкм, опір емітерної дифузії – 15 Ом/□

• база – глибина 2,5мкм опір базової дифузії – 150Ом/□. Опір прошарку бази між дном емітера та епітаксіальним шаром області колектора – 7,5 кОм/□.

Джерело живлення постійного струму V1 та резистор R1 утворюють генератор струму з внутрішнім опором 120кОм. Така величина опору дозволяє утримати в межах 0,5% точність виміру коефіцієнту підсилення.