Федеральное агентство по образованию

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

Физические основы электроники Методические указания к лабораторным работам

для студентов специальностей 140600 – «Электротехника, электромеханика и электротехнология»; 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок»; 140608 – «Электрооборудование и автоматика транспорта».

Владивосток

2007 г.

УДК 53

ББК 32.85

Ф50

Физические основы электроники: метод. указания к лабораторным работам / сост. В.К. Усольцев. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. – 50 с.:ил.

Методические указания предназначены для проведения лабораторных работ по курсу «Физические основы электроники» для студентов электротехнических специальностей: 140600 – «Электротехника, электромеханика и электротехнология»; 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок»; 140608 – «Электрооборудование и автоматика транспорта». Указания содержат программы лабораторных работ, методические указания к программе и варианты выполнения лабораторных работ.

ДВГТУ, изд-во ДВГТУ, 2007

Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Цель работы. Приобрести навыки практического определения основных параметров полупроводниковых приборов (ПП). Закрепить знания по принципам работы ПП.

1.1. Исследование стабилитрона

1 .1.1. Используя моделирующий пакет программ Electronics Workbench, соберите испытательную схему рис.1.1.

Рис.1.1. Схема исследования характеристик стабилитрона

Параметры источника постоянного напряжения и резистора R2 выбираются из удобства снятия характеристик. При снятии участков вольт - амперной характеристики (ВАХ) 1 и 3 (рис.1.3.) характеристики источника Е с резистором R2 должны быть ближе к источнику тока, а при снятии участка 2 ближе к источнику напряжения.

1.1.2. Изменяя параметры резисторов R1, R2 и источника Е снимите не менее пяти точек на каждом из участков ВАХ стабилитрона. Диапазон измеряемых токов стабилитрона принять равным . Результаты измерений сведите в табл.1.1. Постройте ВАХ стабилитрона .

Рассчитайте дифференциальные сопротивления стабилитрона для средней части участков 1, 2, 3 ВАХ стабилитрона (рис.1.3.).

, (1.1)

где i, i+1 – номера экспериментальных точек в порядке возрастания тока стабилитрона.

Таблица 1.1.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона типа 1N4728

UСТ, В
IСТ, мА

1.2. Исследование характеристик биполярного транзистора

1.2.1. Входная характеристика транзистора. Соберите схему рис.1.2. Изменяя положение движка резистора R1 снимите не менее 10 точек на входной характеристике транзистора при U_К = 5 В. Результаты эксперимента сведите в табл.1.2. Постройте входную характеристику транзистора .

Рассчитайте и постройте зависимость входного сопротивления транзистора от его базового тока . Для расчета используйте формулы

, , (1.2)

где i, i+1 – номера экспериментальных точек в порядке возрастания напряжения U_БЭ. Результаты расчета сведите в табл.1.3.

Рис.1.2. Схема для снятия характеристик транзистора

Таблица 1.2

Входная характеристика транзистора типа 2N2218

UБЭ, В
IБ, мА

Таблица 1.3

Входное сопротивление транзистора типа 2N2218

IБ, мА
rВХ, Ом

1.2.2. Выходные характеристики транзистора. При неизменном напряжении U_К измените (меняя положение движка R1) ток базы. Регистрируйте ток базы, ток коллектора и напряжение коллектора. Измерения повторите для девяти значений напряжения эмиттер – коллектор U_КЭ и пяти значений базового тока I_Б. Рекомендуемые напряжения U_KЭ: 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 10В. Результаты измерений сведите в табл.1.4. Постройте семейство выходных характеристик при I_Б = const.

1.2.3. При U_КЭ = 4В рассчитайте и постройте зависимости коэффициента усиления транзистора по току и коллекторного сопротивления от коллекторного тока транзистора.

Коэффициент усиления транзистора по току рассчитайте по формулам

, , (1.3)

где i, i+1 – точки на i-той и i+1-й выходной характеристиках транзистора при U_КЭ = const.

Таблица 1.4

Выходные характеристики транзистора типа 2N2218

UКЭ, В	Ток коллектора IK, мА
	IБ = 0,0 мА	IБ = 0,1 мА	IБ = 0,2 мА	IБ = 0,3 мА	IБ = 0,4 мА
0,1
…
10

Коллекторное сопротивление рассчитывается по формулам

, , (1.4)

где i, i+1 – соседние точки на одной выходной характеристике при I_Б = const.

Результаты расчета сведите в табл.1.5.

Таблица 1.5

Зависимость коэффициента усиления по току и коллекторного сопротивления r_K от тока коллектора I_К для транзистора типа 2N2218

IK, мА
rK, Ом