Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ФОЭ-МУлаб.doc

Скачиваний:

Добавлен:

03.01.2020

Размер:

384.51 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ

АНГАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет технической кибернетики Кафедра промышленной электроники и информационно-измерительной техники физические основы электроники

Методические указания по проведению лабораторных работ

Ангарск, 2012 г.

Лабораторная работа № 1 « Исследование температурной зависимости прямой вольт-амперной характеристики (ВАХ) электронно-дырочного перехода……………………………………………………………………………12

Лабораторная работа №2«Исследование температурной зависимости обратной ВАХ электронно-дырочного перехода»………………………………19

Лабораторная работа №3 «Исследование температурной зависимости ВАХ электронно-дырочного перехода в режиме электрического пробоя»…………..21

Лабораторная работа №4 «Исследование температурной зависимости ёмкости электронно-дырочного перехода»………………………………………23

Лабораторная работа № 1 Исследование температурных зависимостей прямой вольт-амперной характеристики(ВАХ) электронно-дырочного перехода

1.1. Цель работы:

Снять по точкам прямые ВАХ электронно-дырочного перехода,используя выпрямительный диод в диапазоне рабочих температур. Определить характер температурных зависимостей параметров диода.

1.2. Задание:

1.2.1. Собрать схему в соответствии с рисунком 1.1, где R=10 Ом.

Рисунок 1.1

1.2.2. Применяемое оборудование и приборы занести в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Наименование	Марка, тип, зав.номер	Технические характеристики
Источник питания постоянного тока	Б5-46/1 № 8966	Диапазон напряжений 0-10 В, диапазон тока 0-5 А
Миллиамперметр	Э59 № 55751	Пределы измерений 0-50, 0-100, 0-200 мА. Кл. точности 0,5
Вольтметр Вольтметр	В7-40 № 472088 В7-40 № 574990	Измерение постоянного и переменного напряжения, тока и сопротивления. Диапазон U: 0-1000 B I: 0-2 A
Генератор сигналов спе- циальной формы	Г6-27 № 7187	Диапазон частот 10^-3-10⁶ Гц. Выходной уровень 0-5 В
Конденсатор	МБГЧ-1	2 мкФ, 500 В
Резистор	МЛТ-0,25	10 Ом
Термокриокамера	ВТК-400		Диапазон термостатирования от –100 до +400 С
Блок терморегулятора	БТП-78
Термометр	ГОСТ 2823-59		0-100С Цена деления 1С

1.2.3. Исследуемый диод поместить в термокамеру ВТК-400. Установить последовательно температуру от комнатной до 100 С через 20 С.

1.2.4. При установившейся температуре снять по точкам прямую ВАХ диода, одновременно измеряя его дифференциальное сопротивление, для этого:

1.2.4.1. При сигнале с выхода генератора переменной частоты, равном нулю (U=0) установить прямой ток через диод в начале ВАХ диода, изменяя выходное напряжение источника питания Б5-46, потенциометром R1.

1.2.4.2. Измерить прямой ток I миллиамперметром Э59, измерить прямое напряжение на диоде U вольтметром В7-40 в режиме измерения постоянного напряжения U=. Результаты эксперимента занести в таблицу 1.2 (гр.3,4).

Таблица 1.2

Тип диода	Экспериментальные данные						Расчетные данные
Тип диода	t, C	I, мА	U, B	f, Гц	U₁, мВ	U₂, мВ	R_пр, Ом	r_диф, Ом	_Т, В			r_диф из графика
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

1.2.4.3. Установить частоту сигнала с генератора f=500 Гц. Изменяя уровень сигнала с выхода генератора Г6-27, установить U₂=100 мВ в режиме измерения переменного напряжения при заданном прямом токе I.

1.2.4.4. Измерить переменную составляющую напряжения на диоде U₁ вольтметром В7-40, переключив режим его работы в измерение U. Результаты эксперимента занести в таблицу 5.2 (гр. 6 и 7).

1.2.4.5. Вычислить прямое сопротивление диода по формуле , занести в гр.8 таблицы 1.2.

1.2.4.6. Вычислить дифференциальное сопротивление диода при заданном прямом токе I по формуле:

(1.1)

где R=10 Ом;

переменная составляющая тока через диод равна и определяется косвенным методом по падению переменной составляющей напряжения на известном сопротивлении R=10 Ом, включенном последовательно с диодом. Результат расчета r_диф занести в гр.9 таблицы 1.2.

1.2.4.7. Повторить операции по (пп.1.2.4.1-1.2.4.6), изменив прямой ток на 10 мА. Снять не менее 10 точек на ВАХ диода через 10 мА.

1.2.4.8. Для установившейся температуры вычислить _Т(В) по формуле:

(1.2)

и занести в графу 10 таблицы 1.2.

1.2.4.9. Для всех значений U вычислить отношение U/_т при t=const и занести в графу 11 таблицы 1.2.

1.2.4.10. Вычислить тепловой ток I₀ по формуле

, (1.3)

где _т – температурный потенциал, вычисленный по формуле (1.2);

r_go – дифференциальное сопротивление в нулевой точке (при I=0) принимаем r_go=10⁶ Ом.

1.2.4.11. Вычислить для каждого прямого тока при t=const, I₀=const и занести в графу 12 таблицы 1.2.

1.2.5. Установить новое значение температуры в термостате от плюс 20 до плюс 100 С и снять по точкам новую ВАХ диода, одновременно измеряя дифференциальное сопротивление диода по методике пп.1.2.4.1-1.2.4.11. Данные занести в таблицу 1.2.

1.2.6. Построить следующие графические зависимости по данным таблицы 1.2:

1.2.6.1. Семейство прямых ВАХ диода I=f(U)_t==const для всех температур от плюс 20 до плюс 100 С. Зависимость динамического сопротивления от температуры R_Д=f(t).

1.2.6.2. Семейство зависимостей прямого сопротивления от температуры при заданных прямых токах Rпр=f(t)_I=const.

1.2.6.3. Семейство зависимостей дифференциального сопротивления диода от температуры при заданных прямых токах r_диф=f(t)_I=const для экспериментальных значений (графа 9 таблицы1.2) и из графика (графа 13 таблицы 1.2).

1.2.6.4. Объяснить характер полученных зависимостей.

1.2.6.5. Определить разброс результатов определения r_диф.

1.2.6.6. По справочнику или техническим условиям определить паспортные данные исследуемого диода. Срисовать типовые вольт-амперные характеристики.

1.2.7. Построить для всех температур зависимости , определить графическим методом сопротивление базы.

Для этого, измерив отрезок в масштабе для прямого тока I и известного _т для установленной температуры t, вычислим r_б по формуле:

. (1.4)

1.2.8. Определить r_б аналитически из формулы (1.7)

, (1.5)

для всех температур (при I=const) для нескольких значений прямого тока (вначале, середине и конце ВАХ). Данные внести в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Тип диода

t, С

I, мА

Примечание

1.2.9. Построить графики:

Дать объяснение полученных зависимостей.

1.2.10. Определить разброс результатов определения r_б графическим методом и расчетным по формуле:

, (1.6)

где - сопротивление базы, определенное графическим методом при t=const, I=const;

- сопротивление базы, определенное расчетным методом при тех же I и t.

1.2.11. Определить случайную составляющую погрешности измерения r_диф, для этого при максимальном прямом токе провести измерение U₁ и U₂ при частотах 300, 400, 500, 600, 700 Гц. За результат измерения r_диф принять среднее арифметическое значение, , а оценку случайной составляющей погрешности выполнить по формуле: