1.1. Цель работы:

определить параметры стабилитрона в диапазоне рабочих температур, снять по точкам рабочую ВАХ стабилитрона в рабочем диапазоне температур.

1.2. Задание:

1.2.1. Собрать схему, рисунок 7.1. Используемое оборудование и приборы занести в таблицу 7.1.

Рисунок 7.1

Тип источника питания выбрать в зависимости напряжения стабилизации стабилитрона.

1.2.2. Стабилитрон поместить в термокамеру ВТК-400, задать требуемую температуру с помощью терморегулятора БТП-78.

1.2.3. При установившейся температуре снять по точкам рабочую ВАХ стабилитрона I_СТ=f(V_СТ)_t=const в диапазоне рабочих температур.

1.2.4.Построить зависимость U_СТ=f(t)_t=const при минимальном, номинальном и максимальном токе стабилизации.

1.2.5. Используя зависимость V_СТ=f(t)_I=const определить температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона по формуле:

, (7.1)

где U_ст1, U_ст2 – напряжение стабилизации соответственно при температуре t₁ и t₂ при I_ст=const.

1.2.6. Используя зависимости I_ст=f(V_СТ)_t=const – рисунок 3.2 определить дифференциальное сопротивление стабилитрона при нескольких значениях I_ст (минимальном, номинальном и максимальном).

I_{cт max}

I_{cт ном.}

I_{cт min}

I_ст

U_ст

U_ст

I_ст t₂ t₁

Рисунок 7.2 – Рабочие ВАХ стабилитрона в диапазоне температур

1.2.7.Результаты эксперимента занести в таблицу 7.1

Таблица 7.1

Тип стабилитрона	t, C	Uст, В	IСТ, мА	rСТ, Ом
					при IСТ=IСТ min	при Iст=Iст ном	при IСТ=IСТ max

1.2.8. Построить зависимость r_СТ=f(t)_Iст=const при I_{СТ min}, I_{СТ ном}, I_{СТ max}. Объяснить характер зависимости.

Лабораторная работа № 8

Исследование температурной зависимости емкости электронно-дырочного перехода

1.1. Цель работы:

определить вольт-фарадную характеристику электронно-дырочного прехода, используя варикапы КВ104В, включенные по встречно-параллельной схеме в контур автогенератора, собранного по схеме Клаппа. По вольт-фарадной характеристике С_В=F(U_СМ) определить коэффициент перекрытия блока варикапов и температурный коэффициент емкости варикапов.

1.2. Задание:

1.2.1. Собрать схему в соответствии с рисунком 8.1, оборудование и приборы занести в таблицу 8.1

+

Рисунок 8.1 – Схема для исследования параметров варикапов

Таблица 8.1

Наименование	Тип, зав.номер	Технические характеристики
Генератор	5К5.410.034
Частотомер	Ч3-63	Диапазон частот измерения по входу А: от 0,1 Гц до 200 МГц при UВХ=(0,03-10) В
Источник питания постоянного тока	Б5-47, № 9296	Диапазон напряжений 0-30 В, ток 0-3 А
Источник питания постоянного тока	Б5-49, № 011893	Диапазон напряжений 0-100 В, ток 0-1 А
Термокамера Блок терморегулятора	ВТК-400 БТП-78	Диапазон термостатирования -100400С
Конденсатор	Кт	11,0 пФ

1.2.2. Выполните линеаризацию статической характеристики генератора Г, для этого:

1.2.2.1. Установите смещение на варикапе, соответствующее минимальной емкости блока варикапов КВ-104В порядка -34 В.

1.2.2.2. Измерьте частоту генератора f₀, Гц, используя формулу Томпсона, получим: . (8.1)

1.2.2.3. Подключите в контур генератора конденсатор С₁, емкостью 11 пФ. Измерьте частоту генератора f₁, Гц, используя формулу Томпсона, получим

. (8.2)

1.2.2.4. Отключите из контура конденсатор С₁ и увеличьте емкость варикапов, установив U_СМ=-30 В. Измерьте частоту генератора f_Х, Гц, по формуле Томпсона

. (8.3)

1.2.2.5. Для введения отсчетного параметра, линеаризирующего статическую характеристику генератора Г, разделим почленно выражения 8.1 на 8.2 и 8.1 на 8.3 и возведем в квадрат обе части полученных уравнений

, (8.4)

. (8.5)

Решим систему уравнений (8.4 и 8.5) относительно С_Х, получим:

, (8.6)

где - градуировочный коэффициент, численно равный емкости контура при V_СМ = –34 В;

= Р – отсчетный параметр, линеаризующий статическую характеристику генератора.

C_Х

arctgC₀

Рисунок 8.2 – Статическая характеристика генератора после линеаризации

1.2.3. При комнатной температуре снимите вольт-фарадную характеристику С_В=f(U_СМ) блока варикапов, включенных по встречно-параллельной схеме, рисунок 8.1, для этого:

1.2.3.1. Изменяя напряжение смещения от минус 30 до минус 4 В через 2 В, измерьте частоту генератора f_Xi (Гц), по формуле (8.6) вычислите соответствующие каждой частоте значения емкостей блока варикапов. С помощью осциллографа С9-7 измерьте амплитуду выходного сигнала U_Г. Данные эксперимента занесите в таблицу 8.2

Таблица 8.2

Тип варикапа

t, C

f0, Гц

f1, Гц

fХ, Гц

UСМ, В

С1, пФ

Расчетные данные

Uг

q

С0, пФ

СХ, пФ

К

С

КВ-104В

1.2.4. Установите генератор в термокамеру ВТК-400. Задайте с помощью терморегулятора БТП-78 температуру 50С. Повторите операции по п.1.2.3.1.

1.2.5. Вычислите коэффициент перекрытия емкости блока варикапов по формуле:

, (8.7)

где С_{В MIN} – емкость С_Х, вычисленная при U_СМ = – 30 В;

С_{В MAX} – емкость С_Х, вычисленная при U_СМ = – 4 В.

1.2.6. Постройте графики вольт-фарадной характеристики блока варикапов С_В=f(U_СМ) для двух температур.

t₂

t₁

С₀

4 10 20 30

Рисунок 8.3 – Вольт-фарадная характеристика блока варикапов КВ104В

1.2.7. Вычислите температурный коэффициент емкости варикапов при U_CM= –4В; –10В; –20В по формуле:

, (8.8)

где С₁, С₂ – емкость блоков варикапов при температуре t₁, t₂, вычисленная с учетом начальной емкости контура С₀; (С₁=С₀+С_Х1; С₂=С₀+С_Х2).

Сопоставьте результат определения _СВ с паспортными данными (рисунок 8.4).

СВ 10-6 200 160 120 80 40			UCM=-4B
				-8B
				-20B
				-45B

0 20 40 60 80 _ОКР,С

Рисунок 8.4 – Характеристики температурного коэффициента емкости варикапа КВ104В в зависимости от температуры при различном напряжении смещения

1.2.8. Определите систематическую погрешность результатов измерения емкости варикапов за счет ухода собственной частоты генератора от нагрева его до 50С. Для этого установите смещение U_CM=-34В и измерьте частоту генератора в нулевой точке f_ot, Гц. Вычислите абсолютную погрешность измерения емкости варикапов при их нагреве по формуле:

(8.9)

Вычислите относительную систематическую температурную погрешность результата измерения С_В при U_CM= –4В; U_CM= –10В; U_CM= –20В по формуле:

(8.10)

где С_В = С₀ + С_Х – полная емкость варикапов при заданном смещении.

1.2.9. Определите суммарную погрешность генераторного метода измерения емкости варикапов при изменении обратного напряжения смещения, пользуясь выражением (4.6) для статической характеристики генератора, определив частные производные от С_Х по f_o, f_Х, С₀ и применив геометрическое суммирование

, (8.11)

где _С(f₀) – составляющая погрешности _С, обусловленная погрешностью измерения f₀ при ;

_С(f_Х) – составляющая погрешности _С, обусловленная погрешностью измерения f_Х при ;

_С(С₀) – составляющая погрешности _С, обусловленная погрешностью измерения С₀, при .

1.2.10. Определите для двух значений температуры относительное изменение добротности варикапов (q) как отношение амплитуды напряжения U_ri выходного сигнала с генератора при текущем значении U_CM к амплитуде U_Г при максимальном смещении U_CM= –34В.

, (8.12)

где U'_г – напряжение на выходе генератора при U_CM= –34В;

Q' – добротность варикапов при U_CM= –34В для .

1.2.11. Постройте графики относительного изменения добротности варикапов в функции U_CM для двух температур.

1.2.12. При U_CM= –4; –10; –24 В постройте зависимость q=f(U_СM)_t=const от температуры.

18