Приборы и принадлежности

Лабораторная установка с биполяр­ным транзистором, генератор низкочастотных сигналов Г3-18, осцилло­граф С1-72, мультивольтметр В3-39.

Порядок выполнения работы (статический режим).

По заданию преподавателя снять семейство входных и выходных характеристик би­полярного транзистора для схемы с общей базой или общим эмиттером. Результаты занести в табл. 1 и 2. При снятии входных характеристик в схеме с ОБ необходимо поддерживать постоянным напряжение на кол­лекторном переходе, а при снятии выходных характеристик постоянным поддерживается ток через эмиттер. Для схемы с ОЭ входные характери­стики снимаются при постоянно поддерживаемом напряжении на коллек­торном переходе, а при снятии выходных характеристик неизменным должен оставаться ток базы. Особенности работы с лабораторным стен­дом и последовательность операций при снятии соответствующих харак­теристик представлены на рабочем месте. По результатам измерений построить семейство входных и выходных характеристик для соответ­ствующих схем включения транзистора.

Таблица 1

Входные характеристики для схемы с ОБ

	UК = 0 В	UК = -5 В
UЭБ (мА)
IЭ (В)

Таблица 2

Выходные характеристики для схемы с ОБ
(значения I_Э – на рабочем месте )

IЭ= мА

IЭ= мА

IЭ= мА

IЭ= мА

UКБ (мА)

IК (В)

Порядок выполнения работы (динамический режим). Подклю­чить к сети генератор низкочастотных сигналов Г3-18, осцилло­граф С1-72 и мультивольтметр В3-39.

Исследовать зависимость входного и выходного сопротивлений, ко­эффи­циентов усиления по току (К_I), по напряжению (К_U) и мощности (К_P) от сопротивления нагрузки (R_Н) для разных схем включения транзи­стора.

1. Собрать схему с ОБ (коммутаторы блока в положениях 2,4,5,7,12). Нажать кнопку 3 (контрольные точки) и потенциометром G1 установить напря­жение питания U_П (5В или 10В). При этом переключатель стенда I2V2 должен находиться в положении (-), а I1V1 – в положении V1. Подать на клеммы Вход 1 от генератора Г3-18 сигнал напряжением 50 мВ и часто­той 2 кГц. Грубая оценка сигнала производится осциллографом на чув­ствительности 0,05 Вольт/дел. (примерно 2 клетки по вертикали), а точ­ная – с помощью милливольтметра. Величина выходного сигнала с гене­ратора регулируется ступенчато ручкой dB, а плавно – ручкой с симво­лом .

Изменяя сопротивление нагрузки R_Н переключателем B6 (переключа­тель на стенде с цифрами 12, 13, 14, 15), измерить, используя милли­вольтметр, подключенный к контрольным точкам КТ при соответствую­щем нажатии клавиши, напряжение генератора -50 мВ (КТ6), напряже­ние на входе транзистора К5 и на нагрузке (КТ7).

Вычислить R_ВХ, R_ВЫХ, К₁, К_U, К_P при каждом R_Н. Данные свести в табл.3.

2. Собрать схему с ОЭ (1,4,6,7,12). Генератор подключать к точкам Вход 2. Повторить измерения.

3. Собрать схему с ОК (1,3,5,8,12). Генератор подключать к точкам Вход 2. Повторить измерения.

Сравнить полученные результаты и объяснить их, исходя из общих физических принципов работы биполярного транзистора.

Таблица 3

Переменная	Способ определения	Напряжение питания
5В	10В
U2	Установить UГ=-50мВ на выходе Г3-18 *
Rизм	Rизм= R6(ОБ) Rизм= R1(ОЭ, ОК)	R1= 1кОм	R6= 47Ом	R1= 1кОм	R6= 47Ом
RН	Устанавливается переключателем	Ом	Ом	3,6 кОм	кОм	Ом	Ом	3,6 кОм	кОм
UВХ	ОБ – (КТ5) ОЭ, ОК – (КТ2)
UВЫХ	Измеряется в (КТ7)
IВХ	(UГ- UВХ)/ Rизм
IН	UВЫХ / RН
RВХ	UВХ /IВХ
RВЫХ	UВЫХ. Х.Х / IВЫХ.К.З **
К1	IВЫХ / IВХ
КU	UВЫХ / UВХ
КP	КU∙К1

^* Схема ОБ: установка 50 мВ при включении КТ6

схема ОЭ, ОК: установка 50 мВ при включении КТ1

^** U_{ВЫХ. Х.Х} = U_ВЫХ при R_Н = 10 кОм. I_ВЫХ.К.З = I_Н при R_Н = 20 Ом

Контрольные вопросы:

1. Обьясните принцип работы биполярного транзистора.

2. Каким образом в транзисторе происходит усиление электрических сигналов?

3. Охарактеризуйте схемы включения биполярного транзистора.

4. Объясните семейство выходных характеристик транзистора в схеме с общей базой.

5. Объясните семейство выходных характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером.

6. Влияет ли температура на характеристики транзистора?

7. Поясните, как определяются h-параметры по характеристикам транзистора.

Литература

1. Пасынков В.В. Полупроводниковые приборы. – СПб.: Лань. 2001, 2006, 2009.

2. Гуртов В.А. Твердотельная электроника (учебное пособие). – М. Техносфера. 2005.

Лабораторная работа №1П

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Цель работы.

Изучение устройства, принципа действия, типов и схем включения полевого транзистора. Измере­ние входных и выходных характеристик транзистора в ста­тическом режиме.

Приборы и принадлежности: лабораторный стенд.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с порядком выполнения работы (смотри "Дополнение к лабораторной работе №1П", которое находится на рабочем месте).

2. Снять и построить семейство выходных характеристик МДП-транзистора I_c = f(U_CИ) |_{UЗИ= const} при прямом и обратном включении. Набор значений U_3И, указан в "Дополнении к лабораторной работе № 1П".

3. По крутому участку ВАХ оценить внутреннее или дина-мическое сопротивление R_i транзистора, исходя из формулы

4. Из полученного набора ВАХ определить тип исследованного МДП-транзистора (с индуцированным или встроенным каналом).

Внимание: Строго придерживаться указаний по ходу выполнения лабораторной работы, изложенных в "Дополнении к лабораторной работе № 1П ", находящемуся на рабочем месте.

Контрольные вопросы

1. Какие разновидности полевых транзисторов существуют?

2. Как происходит управление током стока в полевых транзисторах с управляющим р-n-переходом?

3. Какие физические факторы могут влиять на характер зависимости тока стока от напряжения сток-исток полевого транзистора с управляющим переходом?

4. Какими физическими явлениями, происходящими в полевом транзисторе, ограничивается диапазон рабочих частот этого прибора?

5. Какие физические явления лежат в основе работы полевых транзисторов?

6. Чем отличаются структуры МДП-транзисторов с индуцированным и со встроенным каналами? Как это отличие отражается на статических характеристиках передачи?

7. Каковы основные достоинства различных типов полевых транзисторов?

Литература

1. Лебедев А.Ю. Физика полупроводниковых приборов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 488 с.

2. Бобров И.И. Физические основы электроники: Учеб. пособие. Перм. гос. тех. ун-т. – Пермь, 2003.- 158 с.

3. Толмачев В.В., Скрипник Ф.В. Физические основы электроники. / В.В. Толмачев, Ф.В. Скрипник – М.: Ижевск, НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Институт компьютерных исследований, 2009. – 464 с.

Составители Максимов С.М., Ершов И.В.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
(ОПТОПАР, БИПОЛЯРНОГО И ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРОВ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ №1, 1П, 24, А

Корректор Т.В. Колесникова

Компьютерная обработка: С.Ю. Матузова

____________________________

В печать 30.07.2014.

Объём 1,9 усл. п. л. Формат 60х84/16.

Заказ № . Тираж 60 экз. Цена свободная

____________________________

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина,1.