Содержание отчета:

• Номер и название практической работы;

• цель работы;

• задание;

• таблицу исходных данных для своего варианта;

• расшифровку маркировки заданного типа диода;

• определение заданного типа диода;

• краткий ответ, какое свойство p-n перехода используется в заданном типе диода;

• схему включения заданного типа диода;

• его типовую характеристику с указанием на ней рабочего участка;

• расчет заданного параметра (см. таблицу 1) с пояснением его физического смысла;

• область применения заданного типа транзистора.

Краткие теоретические сведения

Выпрямительный диод – это полупроводниковый прибор, обладающий одним p-n переходом и двумя выводами, и предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный.

В выпрямительном диоде используется свойство прямой электропроводности (прямое включение p-n перехода).

Iпр, мА Iпр.max Iпр,min Uпр, В 0 Uпр,max Uпр.min Рисунок 1 ВАХ выпрямительного диода

Рисунок 2 Схема включения выпрямительного диода

Характерным параметром выпрямительного диода является коэффициент выпрямления, который определяет степень преобразования переменного тока в постоянный и измеряется в относительных единицах.

(1)

Выпрямительные диоды предназначены для использования в различных выпрямительных схемах, блоках, столбах, работающих на токах низкой частоты. Маломощные выпрямительные диоды могут работать в устройствах преобразования электрических сигналов.

Варикап – это полупроводниковый диод, действие которого основано использовании зависимости емкости от обратного напряжения и который предназначен для применения в качестве управляющей емкости.

В варикапе используется свойство обратно включенного p-n перехода накапливать электрические заряды.

Характерным параметром варикапа является емкостной коэффициент, показывающий степень изменения емкости электронно-дырочного перехода.

(2)

Варикапы используются в устройствах частотной модуляции, автоматической подстройки частоты, для изменения резонансной частоты контура, в параметрических усилителях, в блоках высокой частоты телевизионных приемников и т. д.

С, пФ Сmax Сmin Uобр, В Uобр.max 0 Uобр.min Рисунок 3 Типовая характеристика варикапа

Рисунок 4 Схема включения стабилитрона

Стабилитрон – это полупроводниковый диод, работающий в режиме электрического пробоя, и предназначен для стабилизации переменного напряжения.

В стабилитроне используется свойство обратной электропроводности (обратное включение p-n перехода).

Umax.ст Umin.ст 0 Uобр, В Imin.ст Imax.ст Рисунок 5 ВАХ стабилитрона

Рисунок 6 Схема включения стабилитрона

Стабилитроны используются как стабилизирующие элементы в простейших параметрических стабилизаторах напряжения, в качестве источников опорного напряжения и в электрических цифровых устройствах, а так же как элементы согласования уровней потенциала в цепях межкаскадной связи усилителей постоянного тока. Стабилитроны применяют в схемах ограничения импульсов, в цепях защиты от перегрузок и т. д.

Характерным параметром стабилитрона является его сопротивление, которое определяет ток и напряжение стабилизации.

(3)

Туннельный диод – это диод на основе вырожденного полупроводника, в котором туннельный эффект приводит к появлению на ВАХ при прямом включении участка с отрицательной дифференциальной проводимостью.

В данном типе диода используется свойство обратной проводимости при прямом включении p-n перехода.

Iпр. mA Iп Iв Uпр. В Uп Uв Uр-р Рисунок 7 ВАХ туннельного диода

Рисунок 8 Схема включения туннельного диода

Характерным параметром туннельного диода является отрицательная дифференциальная проводимость, которая определяет возможность прямо включенного p-n перехода пропускать электрический ток в обратном направлении в определенном диапазоне напряжений.

(4)

Туннельные диоды широко используются при построении туннельно-транзисторных устройств, а наличие участка с отрицательной дифференциальной проводимостью позволяет их применять в схемах генераторов, усилителей, переключателей СВЧ-диапазона, импульсных устройствах.

Классификация и система обозначений полупроводниковых приборов

Классификация полупроводниковых диодов осуществляется по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам, исходному полупроводниковому материалу. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.

Первый элемент (цифра или буква) – обозначает исходный полупроводниковый материал, кодируемый следующими символами:

Г или 1 – германий и его соединения;

К или 2 – кремний или его соединения;

А или 3 – соединения галлия;

И или 4 – соединения индия.

Второй элемент (буква), обозначает подкласс прибора, для кодирования которого используется одна из следующих букв:

Д – диоды;

Ц – выпрямительные столбы и блоки;

В – варикапы;

И – туннельные диоды;

А – сверхвысокочастотные диоды;

С – стабилитроны;

Г – генераторы шума;

Л – излучающие оптоэлектронные приборы;

О – оптопары.

Третий элемент (цифра) - определяет основные функциональные возможности диода, для обозначения которых используется индивидуальное цифровое обозначение наиболее характерных эксплуатационных признаков.

Подкласс Д (диоды):

1 – выпрямительные диоды с постоянным или средним значениями прямого тока не более 0,3 А;

2,3 - выпрямительные диоды с постоянным или средним значениями прямого тока более 0,3 А, но менее 10А;

4 – импульсные диоды с временем восстановления обратного сопротивления 500нс;

5 - импульсные диоды с временем восстановления обратного сопротивления более 150 нс, но не выше 5000нс;

6 - импульсные диоды с временем восстановления обратного сопротивления 51 – 150 нс;

7 - импульсные диоды с временем восстановления обратного сопротивления 5 – 50 нс;

8 - импульсные диоды с временем восстановления обратного сопротивления 1 – 5 нс;

9 – импульсные диоды с эффективным временем жизни неосновных носителей заряда менее 1 нс.

Подкласс Ц (выпрямительные столбы и блоки):

1,3 – столбы с постоянным или средним значениями прямого тока не более 0,3 А;

2,4 - столбы с постоянным или средним значениями прямого тока от 0,3 А до 10А;

Подкласс В (варикапы):

1 – подстроечные варикапы;

2 – умножительные варикапы.

Подкласс И (туннельные диоды):

1 – усилительные туннельные диоды;

2 – генераторные туннельные диоды;

3 – переключательные туннельные диоды;

4 – обращенные диоды;

Подкласс А (сверхвысокочастотные диоды):

1 – смесительные диоды;

2 – детекторные диоды;

3 – усилительные диоды;

4 – параметрические диоды;

5 – переключательные и ограничительные диоды;

6 – умножительные и настроечные диоды;

7 – генераторные диоды;

8 – импульсные диоды.

Подкласс С (стабилитроны):

1 – стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт и с номинальным напряжением стабилизации не менее 10В;

2 - стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт и с номинальным напряжением стабилизации от 10 до 100В;

3 - стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт и с номинальным напряжением стабилизации более 100В;

4 – стабилитрон мощностью 0,3 – 5Вт с номинальным напряжением стабилизации менее 10В;

5 - стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт и с номинальным напряжением стабилизации от 10 до 100В;

6 - стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт и с номинальным напряжением стабилизации более 100В;

7 - стабилитроны мощностью от 5 до 10 Вт и с номинальным напряжением стабилизации менее 10В;

8 - стабилитроны мощностью от 5 до 10 Вт и с номинальным напряжением стабилизации от 10 до 100В;

9 - стабилитроны мощностью от 5 до 10 Вт и с номинальным напряжением стабилизации более 100В.

Подкласс Г (генераторы шума):

1 – низкочастотные;

2 – высокочастотные.

Четвертый элемент (число) – представляет собой порядковый номер разработки. Для обозначения порядкового номера используются двузначные от 01 до 99 или трехзначные от 101 до 999 числа.

Пятый элемент (буква) – условно определяет классификацию (разбраковку по параметрам) диодов, изготовленных по единой технологии. В качестве классификационной литеры (буквы) используются буквы русского алфавита, за исключением букв: З, О, Ч, Ш, Щ, Ъ, Ы, Ь, Э, Ю, Я.

В качестве дополнительных элементов обозначения могут применятся:

• цифры 1 – 9 для обозначения модификаций диодов, приводящих к изменению его конструкции или электрических параметров;

• буква С для обозначения сборок, наборов в общем корпусе однотипных приборов, не соединенных электрически или соединенных одноименными выводами;

• цифры, написанные через дефис, для обозначения модификаций конструктивного исполнения бескорпусных диодов:

1 – с гибкими выводами без кристаллодеджателя;

2 – с гибкими выводами на кристаллодеджателе (подложке);

3 – с жесткими выводами без кристаллодеджателя;

4 – с жесткими выводами на кристаллодеджателе;

5 – с контактными площадками без кристаллодержателя и без выводов;

6 – с контактными площадками на кристаллодержателе без выводов;

• буква Р после последнего элемента обозначения применяется для приборов с парным подбором;

• буква Г после последнего элемента обозначения применяется для приборов с подбором в четверки;

• буква К после последнего элемента обозначения применяется для приборов с подбором в шестерки.

Пример расшифровки маркировки заданного типа диода 2Д 204 А.

2 – кремниевый;

Д – выпрямительный диод;

2 – с постоянным или средним значениями прямого тока более 0,3, но менее 10 А;

04 – порядковый номер;

А – классификационная литера.

Практическая работа 2

Расчет h-параметров биполярного транзистора с ОЭ и ОБ по статическим характеристикам

Цель работы:

• закрепить теоретические знания по теме «Биполярные транзисторы»;

• научиться выполнять расшифровку маркировки заданного типа биполярного транзистора;

• выполнить расчет h-параметра заданного биполярного транзистора.

Задание:

• изучить теоретический материал по теме «Биполярные транзисторы»;

• расшифровать маркировку заданного типа транзистора;

• выполнить расчет h-параметров транзистора.

Исходные данные

Таблица 2

Вариант	Тип транзистора	Входная ВАХ		Выходная ВАХ		Определить h-параметры
		Uэб.рт, В	Iб.рт, мА	Uкэ.рт, В	Iб.рт, мА
1	КТ604 Б	0,8	1,5	120	2	h11, h21, h22
2	КТ611	0,8	1	80	1	h11, h21, h22
3	П701	0,6	20	20	15	h11, h21, h22
4	КТ805А	1	100	40	150	h11, h21, h22
5	КТ502	0,7	0,4	15	0,4	h11, h21, h22
6	КТ816	1	40	15	0,4	h11, h21, h22
7	КТ301	0,8	0,3	10	0,075	h11, h21, h22
8	КТ610	1,1	20	10	2	h11, h21, h22
9	МП25	0,2	0,5	10	0,3	h11, h21, h22
10	П607А	0,3	2	16	1,5	h11, h21, h22