
- •Физические основы электроники Электрофизические методы исследования полупроводников и полупроводниковых приборов
- •Введение в настоящем пособии излагаются основные темы дисциплин, связанных с основами работы полупроводниковых приборов.
- •Требования к подготовке, выполнению и защите работ
- •Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований полупроводниковых приборов
- •1.1. Автоматические мосты переменного тока
- •1.2. Осциллографы
- •1.3. Генераторы
- •Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов лабораторная работа № 2.1
- •2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.2
- •2.2. Общие сведения
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к работе
- •2. Исследование вольтамперной характеристики варистора
- •7. Исследование зависимости сопротивления от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.3
- •2.3. Определение типа носителей в полупроводниках
- •2.3.1. Метод термозонда
- •2.3.2. Метод Холла
- •2.3.3. Определение концентрации и подвижности носителей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
- •1.1. Подготовка к работе
- •1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
- •2. Исследования по методу Холла
- •2.1. Определение типа основных носителей в датчике Холла
- •2.3. Исследование вольтамперной характеристики датчика
- •2.4. Определение микропараметров кристалла датчика Холла
- •2.6. Определение зависимости эдс Холла от величины тока
- •2.9. Определение зависимости эдс Холла величины индукции в
- •Отчетные материалы
- •Тема 3. Полупродниковые диоды Лабораторная работа №3.1 ″Исследование полупроводниковых диодов″
- •3.1. Характеристики полупроводниковых диодов
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Начальные установки
- •2. Исследование вольтамперной характеристики диода при t0
- •2.1. Исследование прямой ветви вах диода д2
- •2.2. Исследование обратной ветви вах диода д2
- •3*. Исследование вах диодов различных типов
- •4. Исследование зависимости обратного тока диода от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.2
- •3.2. Полупроводниковые стабилитроны и стабисторы
- •3.3. Описание стенда
- •Измерения и обработка результатов
- •2. Исследование вольтамперной характеристики стабилитрона при комнатной температуре
- •5. Исследование влияния температуры на напряжение Uст
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа №3.3
- •3.4. Характеристики светодиодов
- •3.4.1. Управляемые источника света. Светодиоды
- •3.4.2. Строение светодиодов
- •3.4.3. Общие сведения об обозначении светодиодов
- •3.4.4. Особенности лабораторной установки
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.4
- •3.5. Общие сведения о фотоприемниках
- •3.5.2. Параметры и характеристики фоторезистора
- •3.5.3. Особенности работы фотодиодов
- •3.5.4. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •3. Исследование параметров электрического сигнала от генератора
- •6. Определение параметров импульса эдс от облучаемого фотодиода
- •10. Определение параметров импульса в цепи фоторезистора
- •11. Оценка параметров сигнала от резистора Rизм
- •16*. Исследование величины светового потока от светодиода
- •Отчетные материалы
- •Тема 4. Биполярные транзисторы Лабораторная работа №4.1
- •4.1. Характеристики биполярных транзисторов
- •4.1.1. Схемы включения биполярных транзисторов
- •4.1.2. Схема с общей базой
- •4.1.3. Схема с общим эмиттером
- •4.1.4. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование схемы с общей базой
- •1.2. Исследование входных характеристик транзистора в схеме об
- •1.6. Исследование выходных характеристик транзистора в схеме об
- •1.12*. Исследование характеристики обратной связи в схеме об
- •1.14. Исследование характеристик передачи тока в схеме об
- •2. Исследование схемы с общим эмиттером
- •2.2. Исследование входных характеристик транзистора в схеме оэ
- •2.6. Исследование выходных характеристик транзистора в схеме оэ
- •2.11*. Исследование характеристики обратной связи в схеме оэ
- •2.13. Исследование характеристики передачи тока в схеме оэ
- •Отчетные материалы
- •Тема 5. Полевые транзисторы Лабораторная работа № 5.1
- •5.1. Характеристики полевого транзистора
- •5.1.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
- •5.1.2. Полевой транзистор с изолированным затвором
- •5.1.3. Особенности схемы измерения
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •2. Исследование стоковой (выходной) характеристики
- •Отчетные материалы
- •Тема 6. Элементы технологии производства имс Лабораторная работа № 6.1
- •6.1. Элементы технологии изготовления имс
- •6.1.1. Классификация имс
- •6.1.2. Понятие о технологическом цикле производства имс
- •6.1.3. Производство планарного биполярного транзистора
- •6.1.4. Производство планарного полевого транзистора
- •6.1.5. Структура транзисторов статических микросхем памяти
- •6.1.6. Общие сведения о топологии микросхем памяти
- •6.1.7. Описание установки и процедуры испытаний
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование элементов технологии гибридных имс
- •1.4. Исследование сопротивления резисторов на бгис
- •2. Исследование элементов технологии твердотельных имс
- •2.4. Градуировка окуляров с помощью дифракционной решетки
- •3. Исследование твердотельных микросхем на установке "мим"
- •4. Анализ топологии и параметров микросхемы памяти
- •Отчетные материалы
- •Задачи по темам Аналоговая и Цифровая Электроника
- •П2. Диоды и тиристоры
- •П3. Источники вторичного напряжения
- •П4. Транзисторы
- •П5. Аналоговые устройства
- •П6. Операционные усилители и схемы на их основе
- •П7. Преобразовательные устройства и генераторы
- •П8. Стабилизаторы
- •П9. Логические микросхемы
- •П10. Логические схемы
- •П11. Схемы на лэ
- •П12. Триггеры
- •П13. Регистры и счетчики
- •П14. Преобразователи кодов
- •П15. Мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры
- •П16. Цифро-аналоговые преобразователи
- •П17. Микросхемы (технология и устройство)
- •Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная
4.1.4. Описание установки
В работе исследуются стенды ЭС-4а со схемами с общей базой ОБ (рис. 4.4) или общим эмиттером ОЭ (рис. 4.5) на биполярном транзисторе КТ808А n-p-n-типа.
а) б)
Рис. 4.4. Стенд ЭС-4А со схемой ОБ (а) и вид транзистора КТ808А (б)
Наиболее важные статические параметры транзистора приведены в таблице 4.1. С дополнительными сведениями о параметрах и характеристиках транзистора следует ознакомиться в справочниках.
Входные и выходные характеристики транзистора КТ808А (при больших токах) в схеме ОЭ приведены на рис. 4.6.
Таблица 4.1
-
Параметр
Значение
Обратный ток эмиттера при Uэ = 4В
4 мА
Обратный ток коллектора при Uк= 120 В при 25 оС
3 мА
= h21э
50
Iкмакс
10 А
Uкэмакс
120 В
Рис. 4.5. Стенд ЭС-4А со схемой ОЭ
а) б)
Рис. 4.6. Серии входных (а) и выходных (б) характеристик КТ808А в схеме ОЭ
Подготовка к работе
Лабораторная работа относится к теме: ″Биполярные транзисторы″. Предварительно необходимо выполнить задания контрольной работы (РГЗ).
В "заготовке" к работе следует описать:
– схемы включения транзистора и испытаний;
– серии входных и выходных характеристик схем ОБ и ОЭ;
– маркировку, конструкцию приборов, параметры реальных транзисторов, используя справочники;
– реальные входные и выходные характеристики исследуемого транзистора;
– таблицы для испытаний.
Измерения и обработка результатов
1. Исследование схемы с общей базой
1.1. Ознакомьтесь с экспериментальной установкой. Уточните, как будут изменяться и измеряться напряжения Uэб, Uкб, какие потенциалы подаются на эмиттер, базу, коллектор?
По разрешению преподавателя включите установку.
1.2. Исследование входных характеристик транзистора в схеме об
Задачей является исследование серии входных характеристик, аналогичных представленным на рис. 4.2, а. Обратите внимание, что исследуются серии характеристик Iэ(Uэб) при фиксированных значениях напряжения Uкб между коллектором и базой.
Первоначально установите значение Uкб = 0. Изменяя Uэб от нулевого значения до (примерно) 1 В (не менее 8–10 точек), измеряйте значения токов Iэ(Uэб)|Uкб = 0 (табл. 4.2).
Таблица 4.2
Параметр |
Uэб, В |
Iэ, мА |
Iк, мА |
Iб, мА |
Uкб = ? |
0 |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
|
… |
… |
… |
… |
|
? |
? |
? |
? |
1.3. Установите значение Uкб = 10-12 В. Изменяя Uэб от нулевого значения до Uэб ≈ 1 В (не менее 8 – 10 точек), измеряйте значения токов Iэ(Uэб)|Uкб = 10 (табл. 4.2).
1.4. Установите значение Uкб = 15-17 В. Изменяя Uэб от нулевого значения до Uэб ≈ 1 В (не менее 8 – 10 точек), измеряйте значения токов Iэ(Uэб)|Uкб = 15 (табл. 4.1).
1.5. Постройте и объясните серию входных Iэ(Uэб)|Uкб характеристик (на одном графике).