ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтпаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті

Автоматика және басқару институты

Электроника, мехатроника және роботтытехника кафедрасы

C. П. Луганская

Ж. С. Бигалиева

ЭЛЕКТРОНИКА ЖӘНЕ Өнеркәсіптік электроника

Зертханалық жұмыс жүргізуге әдістемелік нұсқау

(күндізгі бөлім студенттері үшін мамандықтары 350140- Электрондық жүйелер мен технологиялар, 050716-аспапжасау, 050702- автоматизация және басқару, 050718-электроэнергетика)

Бөлім 1

Алматы 2006

УДК. 621.38(076)

Электроника және Өнеркәсіптік электроника» курсы бойынша зертханалық жұмыс жүргізуге әдістемелік нұсқау (күндізгі бөлім студентері үшін мамандықтары 350140- Электрондық жүйелер мен технологиялар, 050716-аспапжасау, 050702-автоматизация және басқару, 050718 - электроэнергетика) – Алматы: КазҰТУ, 2006, 1-30 б.

Әдістемелік нұсқау маманның бағалау сипаттамасына, Мемлекеттік стандартқа, педогогико-психологиялық ұйымдастыру негіздеріне және зертханалық жұмысты жүргізу талабына сәйкес құрылған.

Әдістемелік нұсқау «ЭЛЕКТРОНИКА ЖӘНЕ Өнеркәсіптік электроника» пәні бойынша электроника аспаптары мен құрылғылары сипаттамаларына арналған бөлімдерін өз бетімен оқуға мүмкіндік туғызу қажет.

Әдістемелік нұсқау күндізгі бөлім студентері үшін мамандықтары 350140- Электрондық жүйелер мен технологиялар, 050716-аспапжасау, 050702-автоматизация және басқару, 050718 – электроэнергетика арналған.

Әдебиеттер тізімі.- 7 атау.

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің 2006 жылғы жоспары бойынша басылады.

© ҚазҰТУ , 2006 ж.

КІРІСПЕ

«Электроника және өнеркәсіптік электроника» пәні электронды техника негіздері бойынша аспап жасау мен автоматизация және басқару мамандықтарына базалық дайындықты қамтамасыз ету, арнайы пәндерді ойдағыдай оқып білу үшін қажетті, жобалық және зерттеулік мәселелерді қарастыру керек.

Осы нұсқауда электрондық аспаптар мен құрылғылардың жұмыс істеуін және сипаттамаларын зерттеу үшін жеті лабораториялық жұмыс берілген.

Бірінші лабораториялық жұмыс жартылай өткізгіш диодтардың статикалық сипаттамаларын алу мен зерттеуге арналған. Бұл жұмыста германийлық және кремнийлік түзеткіш диодтардың сипаттамалары алынып, олар бойынша диодтардың көрсеткіштері табылады.

Екінші лабораториялық жұмыста биполярлық транзистордың ортақ базамен және ортақ эмиттермен тізбекке қосылғандағы сипаттамалары алынып, олардан транзисторлық схеманың көрсеткіштері табылады.

Үшінші лабораториялык жұмыс транзистордан төменгі жиілікті күшейткішті зерттеуге арналган. Кері байланыстары бар төменгі жиілікті күшейткішті зерттеу төртінші лабораториялық жұмыста берілген. Осы екі жұмыста да амплитудалы-жиіліктік сипаттамасы түсірліп алынып, күшейту коэффиценті есептелініп шығарылады.

Бесінші лабораториялық жұмыста RС - генератор зерттелгсн. Белгілі жиліктегі тербелістер қалай туатыны осциллографпен бақыланып және оның көрсеткіштері анықталады.

Соңғы жұмыстар ( №6, №7 ) операциялық күшейткіш негізіндегі триггердің жұмыс іетеу принциптерін зерттеуге арналган.

Берілген жұмыстар негізінде студенттер электроника, микроэлектроника аспаптарының құрылысымен, көрсеткіштерімен танысып, электрондық схемаларды талдап, есептеуді үйренеді.

Зертханалық жұмыс № 1

Жұмыстың мақсаты: жартылай өткізгішті диодтын көрсеткішін және вольтамперлік сипаттамасынын құрылуын зерттеу

Аспаптар мен элементтер

Аталуы	Графикалық бейнесі
Функционалды генератор
Мультиметр
Осциллограф
Тұрақты кернеу көзі
Диод 1N4001
Резисторлар
Амперметр
Вольтметр

I_тура= (E – U_тура)/R,

мұнда I_тура - тура бағыттағы диодтын тогы,

Е – қорек көзінің кернеуі ,

U_тура – тура бағыттағы диодтын кернеуі.

I_кері= (E – U_кері)/R,

мнда I_кері – кері бағыттағы диодтын тогы ток,

U_кері – кері бағыттағы диодтын кернеуі.

1-сурет.

2-сурет.

1.1 Тәжірбиелерді өткізу тәртібі

Тәжірибе 1 – Диод арқылы кернеу мен токты өлшеу

1-суретпен сәйкес схеманы жинастырамыз. Қорек көзін қосқан кезде, вольтметрде диодтын тура ығысқандағы кернеуін U_тура көрсетеді. Амперметр диодтын тура ығысқандағы тогын I_тура көрсетеді. Диодты теріс айналдырып қойып, схеманы қайтадан қосамыз. Енді вольметр диодтын кері ығысқандағы кернеуін U_кері көрсетеді, ал амперметр кері ығысқандағы тогын I_кері көрсетеді. Формулаға сәйкес диодтын тура және кері ығысқандағы тогын есептеп шығарындар.

Тәжірибе 2 – Диодтын статикалық кедергісін өлшеу

Омметр режимінде мультиметрді қолдана отырып, диодты тура және кері қосқан кездегі кедергісін өлшендер. Кедергінің кіші мәндері тура қосылуға сәйкес келеді, омметрдің басқа шкалалары үшін олар әртүрлі.

Тәжірибе 3 – Диодтын вольтамперлік сипаттамасын алу

1) ВАС тура тармағы. 1-суретпен сәйкес схеманы жинастырындар. Схеманы қосындар. ЭҚК қорек көздері мәндерін тізбектей 5В, 4В, 3В, 2В, 1В, 0.5В, ОВ тең деп орналастырып, диодтын ток I_тура пен кернеу U_тура мәндерін жазып алындар.

2) ВАС кері тармағы. Диодты аударып қойындар. Е қорек көздері мәндерін тізбектей 0В, 5В, 10В, 15В тең деп орналастырып, диодтын ток I_кері пен кернеу U_кері мәндерін жазып алындар.

3) Алынған мәндерден графиктер құрастырамыз I_тура (U_тура) және I_керә (U_кері).

4) I_тура= 4 мА кезінде ВАС тура тармағына жанама сызық салындар және жанама сызықтын еңкейуі бойынша диодтын дифференциалды кедергісін бағаландар. I_тура= 0.4 мА мен I_тура= 0.2 мА үшін де осы прцедураны жасандар.

5) Тұрақты токта диодтын кедергісін R_СТ= U_пр / I_пр мына формула бойынша есептеп шығарындар.

Тәжірибе 4 - Осциллографтын экранында ВАС алу

2-суретпен сәйкес схеманы жинастырындар. Схеманы қосындар. Осциллографтын экранында шыққан ВАС-да, горизонталь ось бойынша диодтын кернеуі милливольт ( А каналы) бойынша есептелінеді, ал вертикаль бойынша ток миллиампермен есептелінеді (В каналы, 1 мВ сәйкес 1 мА-ге).

1.2 Тәжірбиелердің нәтижесі

Тәжірибе 1 – Диод арқылы ток пен кернеуді өлшендер

Тура ығысудағы кернеу, Кері ығысудағы кернеу, Тура ығысудағы ток, Кері ығысудағы ток, Есептелген токтар: Тура ығысудағы ток, Кері ығысудағы ток,

Uтура = ______ Uкері = ______ Iтура = ______ Iкері= ______ Iтура= ______ Iкері = ______

Тәжірибе 2 – Диотын статикалық кедергісін өлшеу

Тура ығысу кезіндегі диодтын кедергісі R_тура = ______

Кері ығысу кезіндегі диодтын кедергісі R_кері = ______

Тәжірибе 3 – Диодтын ВАС алу

Ток пен кернеуді есептеп жазып алындар.

1) ВАС тура тармағы. 2) ВАС кері тармағы .

1-кесте

E, B	Uтура, мВ	Iтура, мА
5
4
3
2
1
0.5
0

E, B	Uкері, мВ	Iкері, мА
0
5
10
15

3) ВАС графигін құрастыру.

4) ВАС алынған, тура ығысу кезінде диодтын дифферециалды кедергісі.

I_тура = 4мА кезінде R_диф = ______

I_тура = 0.4мА кезінде R_диф = ______

I_тура = 0.2мА кезінде R_диф = ______

5) I_тура = 4мА кезінде R_СТ есептеп шығарындар R_СТ = ______

Тәжірибе 4 - Осциллографтын экранында ВАС алу

Бақылау сұрақтары.

1. Донорлық және акцепторлық қоспалармен легирленген жартылай өткізгіштір мен таза өткізгіш үшін аймақтық диаграмма сызындар.

2. Электронды-кемтіктік жұптардың термогенерациясы дегеніміз ?

3. Жартылай өткізгіштер немен және қандай мақсатпен легирленеді ?

4. Жартылай өткізгіште рұқсат етілетін және рұқсат етілмейтін аймақ қалай қалыптасады ?

5. Жартылай өткізгішті құрылымдарда Ферми деңгей деген не ?

6. Жартылай өткізгіште дрейфтік және диффузиялық ток қалай пайда болады?

7. Электрлік бейтараптылықтың жағдайы деген не?

8. Өріс эффектісі деген не ?

9. Әртүрлі типті электрөткізгіштігі бар жартылай өткізгіштердің идеалды байланыс кезінде р-п өткел қалай пайда болады ?

10. Сыртқы кернеу жоқ болған кезде р-п өткел арқылы тасмалдаушылардың қозғалысы бола ма ?

11. Шама тәртібі бойынша тура және кері ығысу кезінде диодтағы кедергіні салыстырындар. Неге олар әртүрлі ?

12. Диодтын қанығу тогы деген не ?

13. Омметр режимінде мультиметрмен өлшеген кезде диодтын кері және тура кедергісі немен ерекшелінеді ? Осы өлшеулер арқылы диодтын бұзылғандығы туралы білуге бола ма ?

14. Тұрақты және айнымалы токта диод кедергілерінің шамаларында айырмашылық бола ма ?