Лабораторное задание

1. Ознакомиться с устройством лабораторного макета, осциллографа и правилами работы с ними.

2. Получить на экране осциллографа и зарисовать на кальку или миллиметровую бумагу следующие статические BAХ:

а) переходную характеристику полевого транзистора КП-303;

б) выходную характеристику полевого транзистора КП-10ЗП;

в) переходную характеристику МДП–транзистора 2П-305А;

г) выходную характеристику МДП–транзистора 2П-305А.

3. Пользуясь зарисованными графиками ВАХ, вычислить следующие малосигнальные параметры изучаемых элементов: коэффициент усиления , крутизну и внутреннее сопротивление канала , выбрав самостоятельно рабочую точку на соответствующей характеристике для выполнения расчетов.

4. Рассмотреть под микроскопом образец и нарисовать эскиз топологии транзистора полупроводниковой микросхемы (ПМС).

Методика выполнения работы

Методические указания

1. Перед тем как приступить к выполнению лабораторной работы, необходимо внимательно ознакомиться с описанием настоящей лабораторной работы, а также с инструкциями по правилам работы с микроскопом и осциллографом.

2. Ручки осциллографа разрешается вращать и переключать только во время выполнения работы и только в соответствии с порядком, указанным в описании. Следить, чтобы при выполнении работы осциллограф был заземлен.

Порядок выполнения работы

1. С помощью набора кабелей соединить лабораторный макет с осциллографом следующим образом:

а) гнездо "У" макета с гнездом на блоке "Усилитель Y " осциллографа;

б) гнездо на блоке осциллографа с гнездами "X" и " " на макете;

в) гнездо на блоке калибратора гнездом " " на макете.

2. Установить ручки осциллографа в следующие положения:

а) ☼ – в крайнее левое;

б) – в среднее;

в) – в крайнее правое;

г) на блоке "Усилитель Y":

– ручку способа подачи входного сигнала - в положение " ",

– " Y/дел" – в положение 0,02, ручку "плавно" – в крайнее правое положение;

– ручку ↨ – в среднее положение;

д) на блоке развертки:

– ручку "Вид развертки" - в положение " X ";

– "Время/дел" - в крайнее левое положение,

– ручки , – в средние положения;

е) на блоке синхронизации:

– переключатель "Вид синхронизации" – в положение 1:1,

– переключатель "Вид сигналов" – в положение" ";

ж) на блоке "Калибратор":

– переключатель "Виды сигналов" – в положение" —";

– переключатель "Амплитуда напряжения" – в положение "500".

3. Установить ручки на лабораторном макете в следующие положения:

а) переключатель "Род работы" – в положение "ПТ вых. хар." (позиция 4);

б) переключатель "Масштаб" – в положение "XI";

в) ручку "Регулировка напряжения" – в крайнее левое положение;

г) переключатель "Полярность напряжения" – в положение "+".

4.Вставить плату с МДП – транзистором 2П-305А в гнездо разъема на передней панели макета.

5. Подключить лабораторный макет и осциллограф с помощью сетевых кабелей к розеткам с напряжением ~220 В на стенде, предварительно проверив наличие заземления осциллографа; клемма заземления осциллографа должна быть соединена с такой же клеммой на стенде.

6. Включить тумблер "Сеть" на панели осциллографа. После 15-минутного прогрева прибора ручку регулировки яркости "☼" вывести в среднее положение.

7. С помощью регулировочных ручек перемещения луча по вертикали и горизонтали "↨" и " " вывести луч сначала в центр экрана, а затем в левый нижний угол осциллографа.

8. Вращением ручки "Регулировка напряжения" на панели макета получить на экране осциллографа выходную ВАХ МДП –транзистора при напряжении на затворе (В), где рекомендуется = 0,5 В – положение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке "Калибратора". Наблюдаемую на экране кривую зарисовать на кальке или миллиметровой бумаге.

9. Поочередно переключая ручку "Амплитуда напряжения" на блоке "Калибратора" в другие положения, например в положения 0,2 и 1 В, получить выходные ВАХ МДП–транзистора при разных напряжениях на затворе, соответствующих положениям ручки "Амплитуда напряжения".

10. Зарисовать полученное семейство выходных ВАХ МДП–транзистора на кальке или миллиметровой бумаге.

11. Вывести ручку "Регулировка напряжения" на макете в крайнее левое положение.

12. Установить на блоке синхронизации положение ручки "1:10", на лабораторном макете переключатель "Род работы" поставить в положение "ПТ. Пер. хар." (позиция 5).

13. С помощью регулировок "↨" и " " вывести светящуюся точку примерно в середину экрана осциллографа.

14. Вращением ручки "Регулировка напряжения" на макете получить на экране осциллографа, переходную характеристику МДП–транзистора при положительном напряжении – зависимость при постоянном напряжении [B], где – положение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора. Рекомендуемое значение =10 В.

15. Установить переключатель "Полярность напряжения" на панели лабораторного макета в положение "— ".

16. Вращением ручки "Регулировка напряжения" на панели макета получить на экране осциллографа переходную характеристику МДП–транзистора при отрицательном напряжении .

17. Зарисовать на кальке или миллиметровой бумаге наблюдаемую на экране осциллографа переходную ВАХ МДП – транзистора при обеих полярностях напряжения .

18. Вывести ручку "Регулировка напряжения" на макете в крайнее левое положение.

19. Установить другое значение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора, например 5 или 20.

20. Повторить п. 14–19 один или два раза и получить, таким образом, семейство переходных ВАХ МДП–транзистора.

21. Вынуть плату с МДП–транзистором 2П-305А из разъема на передней панели макета.

22. Вставить плату с полевым n–канальным транзистором KП-303 в гнездо разъема на передней панели макета.

23. Установить переключатель "V/дел" на блоке "Усилитель Y" осциллографа в положение "0,1".

24. Установить на блоке синхронизации осциллографа переключатель "Вид синхронизации" в положение "1:1".

25. Установить на панели макета:

а) переключатель "Род работы" в положение "ПТ. Пер. хар."(положение 5);

б) переключатель "Масштаб" в положение "40:1";

в) переключатель "Полярность напряжения" в положение "–".

26. Светящуюся точку на экране осциллографа вывести в середину верхней части экрана, затем вращением ручки "Регулировка напряжения" на макете получить на экране осциллографа переходную характеристику полевого транзистора при постоянном напряжении [B], где – положение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора. Рекомендуемое положение = 5 В.

27. Изменить положение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора и получить переходную ВАХ полевого транзистора при другом значении напряжения . Рекомендуемое значение = 10 В.

28. Повторить п.27 при другом значении , например = 2 В.

29. Зарисовать на кальке или миллиметровой бумаге три кривые зависимости при различных значениях напряжения .

30. Вывести ручку "Регулировка напряжения" на макете в крайнее левое положение.

31. Вынуть плату с полевым транзистором КП-303 из разъема на передней панели макета.

32. Вставить плату с полевым р – канальным транзистором КП-10ЗП в гнездо разъема на передней панели макета.

33. Установить переключатель "V/дел " на блоке "Усилитель Y" осциллографа в положение"0,1".

34. Установить на панели макета:

а) переключатель "Род работы" в положение "ПТ Вых. хар." (положение 4);

б) переключатель "Масштаб" в положение "40:1";

в) переключатель "Полярность напряжения" в положение " — ".

35. Установить ручку "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора в одно из положений: 0,02; 0,2; 0,5; I В.

36. Вращением ручки "Регулировка напряжения" на макете получить на экране осциллографа выходную ВАХ полевого транзистора при постоянном напряжении , где – положение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора.

Примечание: выходная ВАХ p – канального полевого транзистора лежит в третьем квадранте.

37. Изменить положение ручки "Амплитуда напряжения" на блоке калибратора и получить выходную ВАХ полевого транзистора при другом значении напряжения калибратора .

38. Повторить п.37.

39. Зарисовать на кальке или миллиметровой бумаге три кривые зависимости при различных значениях напряжения .

40. Вывести ручку "Регулировка напряжения" на макете влево до конца.

41. Вынуть плату с транзистором КП-10ЗП из разъема на передней панели макета.

42. Отключить лабораторный макет и осциллограф от сети.

43. Рассчитать масштабы полученных графиков – численные значения тока и напряжения на одно большое деление на экране осциллографа (оно приблизительно равняется 1 см). Отметить масштабы по осям графиков токов (ось Y) и напряжений ось (Х).

Масштаб тока в амперах на одно большое деление на экране осциллографа ( 1 см) определяется для всех графиков по формуле

,

где Y – положение ручки регулировки "V/дел" блока "Усилитель Y " на панели осциллографа.

Масштаб напряжения в вольтах на одно большое деление не экране осциллографа определяется по следующим формулам:

для МДП–транзистора:

– масштаб напряжения выходной ВАХ

;

– масштаб напряжения переходной ВАХ ;

для полевых транзисторов:

– масштаб напряжения выходной ВАХ ;

– масштаб напряжения переходной ВАХ ,

где – коэффициент, определяемый положением переключателя "Масштаб" на панели макета, в положении "X1" = 1, в положении "Х40" = 40; значение коэффициента определяется положением переключателя "Вид синхронизации" на блоке синхронизации осциллографа. При положении этого переключателя "1:1" = 1, а при положении "1:10" = 10.

44.Включить микроскоп, рассмотреть и зарисовать эскиз топологии транзистора ПМС (вид сверху и сечение). Обозначить выводы к истоку, затвору и стоку, тип электропроводности различных областей структуры.

45.Сделать расчеты согласно п. З лабораторного задания.

46.Оформить отчет о проделанной работе.