
- •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
П3. Источники вторичного напряжения
Задача 3.1. На рисунке П3.1 изображена схема выпрямителя…А: двухполупериодного мостового; Б: двухполупериодного с выводом средней точки обмотки трансформатора; В: однополупериодного; Г: трехфазного однополупериодного.
Задача 3.2. На схему (рис. П3.2) подается переменное напряжение с амплитудой Uвxm. Относительно напряжения на диоде справедливо утверждение, что…А: максимальное значение напряжения равно амплитудному значению напряжения Uвхm; Б: напряжение на диоде отсутствует; В: максимальное значение напряжения зависит от сопротивления резистора; Г: максимальное значение напряжения на диоде равно половине амплитудного значения входного напряжения.
Рис. П3.1 Рис. П3.2 Рис. П3.3
Задача 3.3. На рисунке П3.3 изображена схема выпрямителя…А: двухполупериодного мостового; Б: двухполупериодного с выводом средней точки обмотки трансформатора; В: однополупериодного; Г: трехфазного однополупериодного.
Задача 3.4. На рисунке П3.4 изображена схема выпрямителя…А: двухполупериодного мостового; Б: двухполупериодного с выводом средней точки обмотки трансформатора; В: однополупериодного; Г: трехфазного однополупериодного.
Задача 3.5. Если напряжение Ud равно 150 В (рис. П3.3), то обратное (максимальное) напряжение на диоде составит…А: 212 В; Б: 95 В; В: 150 В; Г: 236 В (учесть данные таблицы П3.1).
Рис. П3.4 Рис .П3.5
Задача 3.6. Если напряжение Ud равно 300 В (рис. П3.4), то обратное напряжение на диоде составит…А: 472 В; Б: 300 В; В: 424 В; Г: 190 В (учесть данные таблицы П3.1).
Таблица П3.1
№ |
Схема выпрямления |
Uобр/Ud |
№ |
Схема выпрямления |
Uобр/Ud |
1 |
Однополупериодная однофазная |
3,14 |
3 |
Трехфазная с нулевым выводом |
2,09 |
2 |
Двухполупериодная однофазная мостовая |
1,57 |
4 |
Трехфазная мостовая |
1,05 |
Задача 3.7. На рис. П3.5 изображена схема фильтра…А: емкостного; Б: индуктивного; В: активно-емкостного; Г: активно-индуктивного.
Задача 3.8. Как включается емкостной фильтр Сф? А: параллельно нагрузке; Б: последовательно с нагрузкой; В: параллельно вторичной обмотке трансформатора; Г: параллельно первичной обмотке трансформатора.
Задача 3.9. Как включается индуктивный фильтр Lф? А: параллельно нагрузке; Б: последовательно с нагрузкой; В: параллельно вторичной обмотке трансформатора; Г: параллельно первичной обмотке трансформатора.
Задача 3.10. На выходе двухполупериодного выпрямителя спектр напряжения u(t) имеет: А: основную и четные гармоники: Б: основную и нечетные гармоники; В: только четные гармоники; Г; только нечетные гармоники.
Задача 3.11. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения – это…А: отношение среднего значения выпрямленного напряжения к его действующему значению; Б: отношение амплитуды основной (первой) гармоники выпрямленного напряжения к его среднему значению; В: отношение максимально допустимого обратного напряжения диода к амплитуде выпрямленного напряжения. Г: отношение среднего значения выпрямленного напряжения к действующему значению ЭДС (напряжения) вторичной обмотки трансформатора.
Задача 3.12. Расположите названия фильтров в порядке, указанном на рис. П3.6: А, Б, В, Г, учитывая, что Rн – сопротивление нагрузки. А: L-R, L-C-R, C-R, C-R-R; Б: L-R, L-C-R, C-, C-R; B: L-, L-C, C-R, C-R; Г: L-, L-C, C-, C-R.
Рис. П3.6
Задача 3.13. Какой сигнал на выходе выпрямителя (рис. П3.7) с емкостным фильтром?
Задача 3.14. Если в схеме (рис. П3.8) управляемого однополупериодного выпрямления, приведенной на рисунке, увеличить значение угла управления , то действующее значение выпрямленного тока Id…А: увеличится; Б: уменьшится; В: не изменится; Г: зависит от полярности входного напряжения
Рис. П3.7 Рис. П3.8
Задача 3.15. Выпрямленное напряжение на нагрузке имеет спектр частот (рис. П3.9). Это характерно для схемы: А: двухполупериодного выпрямления; Б: мостовой схемы; В: с выводом средней точки; Г: однополупериодного выпрямления.
Рис. П3.9 Рис. П3.10
Задача 3.16. Выпрямленное напряжение на нагрузке имеет спектр частот (рис. П3.10). Это характерно для схемы: А: трехполупериодного выпрямления; Б: не может быть; В: с выводом средней точки; Г: однополупериодного выпрямления.
Задача 3.17. Выпрямленное напряжение на нагрузке имеет спектр частот (рис. П3.9). Коэффициент пульсации q равен: А: 1; Б: 1,57; В: 0,67; Г: 0,1.
Задача 3.18. Выпрямленное напряжение на нагрузке имеет спектр частот (рис. П.3.10). Коэффициент пульсации равен: А: 1; Б: 1,57; В: 0,67; Г: 0,1.
Задача 3.19. Как изменится действующее напряжение на нагрузке (рис. П3.8), если угол управления изменить от 30о до 130о? А: не изменится; Б: снизится; В: повысится; Г: не влияет.
Задача 3.20. Как изменится действующее напряжение на нагрузке (рис. П3.9), если угол управления изменить от 100о до 30о? А: не изменится; Б: снизится; В: повысится; Г: не влияет.
Задача 3.21. Как изменится среднее значение выпрямленного напряжения, если увеличить емкость фильтра? А: не изменится; Б: снизится; В: повысится; Г: не влияет.