Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований полупроводниковых приборов
1.1. Автоматические мосты переменного тока
Различные автоматические мосты переменного тока, используемые для измерения емкости, сопротивления, индуктивности других параметров радиокомпонентов (мосты Е7, мультиметры, приборы типа "тестер" и т. д.), содержат встроенные генераторы, создающие стандартную частоту, равную 1 кГц.
Для питания мостов используем сетевое напряжение 220 В, а также источники питания напряжением 5 - 6 В, подключаемые к прибору в строгом соответствии с полярностью.
Объект измерения присоединяем к мосту проводами, которые должны иметь незначительную собственную емкость. В случае необходимости емкость проводов определяем с использованием самых чувствительных шкал, и, соответственно, вычитаем из показаний при измерении емкости неизвестного образца.
Как правило, на передней панели прибора имеются переключатели режимов, используемые для измерения емкости С, индуктивности L, сопротивления резисторов R, проводимости G объектов. В частности, для определения емкости конденсатора устанавливаем переключатель на один из диапазонов измерения ″С″.
В том случае, если переключатель диапазонов и режимов находится на отметке, соответствующей, например, 20 нФ, считаем, что при данном режиме максимальное измеряемое значение емкости не более 20 нФ, следовательно, нет необходимости рассчитывать значения параметров, отражаемых на табло. Поэтому при измерениях используем такой диапазон, чтобы значение измеряемого параметра имело одну или две значащие цифры, т. е. добиваемся максимальной чувствительности.
При считывании значений необходимо знать российские и международные обозначения (табл. 1.1).
В ряде приборов, например, мост переменного тока Е7-13 (рис. 1.6), при неправильном выборе режима работы (например, переключатель диапазонов находится на отметке 20 нФ, а измеряемая емкость равна 40 нФ) возникает режим "переполнения" и на шкале появляется индикация цифры "1", иногда мигающей. В этом случае переходим на другой более ″грубый″ диапазон.
Таблица 1.1
Соответствия обозначений
Название |
Обозначение |
Значение |
|
русское |
международное |
||
атто- |
a |
a |
10–18 |
фемто- |
ф |
f |
10–15 |
пико- |
п |
p |
1012 |
нана- |
н |
n |
109 |
микро- |
мк |
μ |
106 |
милли- |
м |
m |
10–3 |
деци- |
д |
d |
10–2 |
кило- |
к |
к |
103 |
мега- |
М |
М |
106 |
гига- |
Г |
G |
109 |
тера- |
Т |
Т |
1012 |
пета |
П |
Р |
1015 |
экса |
Э |
E |
1018 |
Некоторые мосты переменного тока, например, Е7-22 (рис. 1.2, а), автоматически устанавливаются в оптимальный режим испытаний, так что не требуется вмешательство оператора для установки диапазона.
Рис. 1.1. Внешний вид моста Е7-13
Например, при испытании резистора или катушки для выбора режимов L, R или C следует несколько раз нажать на кнопку R/L/C. При этом на шкале высвечиваются значения рабочей частоты моста (120 Гц или 1 кГц устанавливаются кнопкой ″Част.″), значение индуктивности L (в единицах Н – Генри), значение R (в единицах Ом, ,), С (в производных единицах F).
Мультиметр – многофункциональный измерительный прибор (рис. 1.2, б), который можно использовать в качестве амперметра (постоянного или переменного тока), вольтметра (постоянного или переменного напряжения), омметра, термометра, измерителя емкости конденсаторов и других параметров электрической цепи.
Вход мультиметра ″COM″ рекомендуется всегда соединять проводом с шиной (гнездом) ″Земля″ схемы. К клемме ″U″ подводится провод при измерении напряжения (разности потенциалов). К клемме ″I″ подводится провод при измерении тока в какой-либо ветви цепи.
а) б)
Рис. 1.2. Внешний вид Е7-22 (а) и мультиметра (б)
Во избежание поломки любые переключения режимов работы мультиметра производятся при выключенном питании моста и схемы. Другими словами, первоначально следует установить режим работы, например, измерение тока I (20 мА), после чего включить питание моста.
При пользовании мультиметрами необходимо строго выполнять условия подключения прибора к цепи (в режиме вольтметра - параллельно элементу цепи, в режиме ″амперметра″ для измерения тока последовательно), соответственно, меняя контакты на входе прибора и режимы работы.
Параметры токов и напряжений цепей постоянного тока измеряются в режимах U=, I= (A=).
Все измерения действующих значений переменных токов и напряжений производятся в режимах, соответственно, А и U.
Измерения сопротивлений резисторов производятся в режиме R при отключенном питании анализируемой схемы.