Оглавление

Оглавление 1

1

1 Требования к отчету 1

2 Эксперимент 2

2

Лабораторная работа № 1 2

Исследование статических характеристик биполярных транзисторов 2

Лабораторная работа № 2 8

8

Исследование температурных зависимостей параметров биполярного транзистора 8

Лабораторная работа №3 9

Исследование температурных зависимостей ВАХ полевого транзистора. 9

Лабораторная работа №4 14

Исследование температурных зависимостей ВАХ тиристора 14

Приложение А 20

Литература: 20

на "Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу "Твёрдотельная электроника", подготовленные доцентом кафедры ПЭИИТ АГТА, к.т.н. Терлецкой Л.А. под руководством профессора кафедры ПЭИИТ АГТА Подгорного Ю.В. 21

1 Требования к отчету

1.1. Отчет по лабораторным работам должен содержать рефераты по теории исследуемых полупроводниковых приборов (со ссылкой на литературу) по следующим темам:

1.1.1. Принцип действия биполярного транзистора [стр.60-61, Л1].

1.1.2. Основные схемы включения биполярного транзистора [стр.67-71Л1 ].

1.1.3. Статические характеристики биполярного транзистора, h-параметры [стр.76-82, 84-87, Л1 218-226 Л5].

1.1.4 Принцип действия и статические характеристики полевого транзистора [301-306 Л5].

1.1.5. Принцип действия тиристора [стр.123-128, Л1 280-298 Л5].

1.2 Отчет должен содержать задание с постановкой цели исследования и методикой измерений, таблицы с используемым оборудованием, таблицы с экспериментальными и расчетными данными, графики полученных зависимостей и выводы по результатам эксперимента с привлечением теории, оценку погрешностей результатов измерений.

2 Эксперимент Лабораторная работа № 1 Исследование статических характеристик биполярных транзисторов

1.1. Цель работы:

1.1.1 Снять экспериментально входные и выходные статические характеристики биполярных транзисторов; графически найти характеристики передачи по току и обратной связи по напряжению; пользуясь полным набором статических характеристик определить h-параметры исследуемого транзистора.

1.2. Задание:

1.2.1. Собрать схему в соответствии с рисунком 1.1(а) для снятия входных и выходных статических характеристик биполярного транзистора p-n-p, включенного по схеме с общей базой (ОБ).

+ I_ЭБ p-n-p I_КБ

U_ЭБ U_КБ Е_К Б5-47

Рисунок 1.1а – Схема для снятия статических характеристик биполярного транзистора p-n-p, включенного по схеме ОБ

Рисунок 1.1 б – Статические характеристики (ВАХ) транзистора в схеме ОБ

1.2.2. Соберите схему в соответствии с рисунком 1.2(а) для снятия вольтамперных статических характеристик (ВАХ) p-n-p транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

I_К

Рисунок 1.2а – Схема для снятия ВАХ транзистора с общим эмиттером ОЭ

I_к

I_б U_кэ

U_бэ

Рисунок 1.2б – ВАХ транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером ОЭ

1.2.3. Снимите по точкам последовательно входные и выходные ВАХ для

одной из схем включения ОБ или ОЭ (рисунок 1.1а или 1.2а).

1.2.4. Данные эксперимента занесите в таблицу 2а для ОБ и 2б для ОЭ. Применяемое оборудование и приборы занесите в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Наименование	Тип	Технические характеристики
Источник калиброванных токов (прибор для поверки вольтметров)	В1-13, № 0693	I=(10-9-10-1). Регулирование задан­ного тока (I)-10-6 от установлен­ного диапазона: (1; 10; 100) мА
Источник питания постоянного тока	Б5-47, № 9296	Диапазон напряжений 0-30 В, ток 0-3 А

Продолжене таблицы 1.1

Цифровой вольтметр	В7-40, №	Пределы измерений постоянного напряжения 0,01 мВ – 1000 В UК=(0,2; 2; 200;) В. Пределы основной погрешности при UК=(0,2; 2) В. % при UК=20; 200; В: , где U – результат измерения
Цифровой вольтметр	В7-40,№
Миллиамперметр	Э59, № 55751	Пределы измерений 0-50; 0-100; 0-200 мА. Кл. точности 0,5

Таблица 1.2а

Тип транзис-тора	t, C	Схема включения	Входные ВАХ			Выходные ВАХ
			IЭ, мА	UЭБ, В	UКБconst В	, мА	IК, мА	UКБ, В
		ОБ

Таблица1.2б

Тип транзис-тора	t, C	Схема включения	Входные ВАХ			Выходные ВАХ
			IБ, мА	UБЭ, В	, В	, мА	IК, мА	UКЭ, В
		ОЭ

1.2.5. Постройте графические зависимости входных и выходных ВАХ аналогично приведенным на рисунке 1.1б и 1.2б.

1.2.6. Пользуясь выходными ВАХ рисунка 1.1б, постройте характеристики передачи по току , для этого:

1.2.6.1. Отложите по оси абсцисс заданное U_КБ=const, проведите перпендикуляр к оси абсцисс из точки U_КБ.

1.2.6.2. Из точек пересечения перпендикуляра с выходными ВАХ [I_К=f(U_КБ)] (рисунок 1.1б) проведите горизонтали, каждая из которых соответствует определенному току коллектора и эмиттера, при котором была снята пересекаемая ВАХ. По полученным координатам точек постройте характеристику передачи по току .

1.2.6.3. Задаваясь током эмиттера , проведите из точек и перпендикуляры к оси абсцисс. В точках пересечения перпендикуляров с входными ВАХ в соответствии с рисунком 1.1б проведите горизонтали, каждая из которых соответствует определенному значению U_ЭБ и U_КБ, при котором была снята пересекаемая входная ВАХ. По полученным координатам точек (U_ЭБ; U_КБ) постройте характеристики обратной связи по напряжению .

1.2.7. Используя выходные ВАХ транзистора ОБ, определите h-параметр (h₂₂) транзистора по формуле

(выходная проводимость транзистора ОБ). (1.1)

1.2.8. Используя характеристики передачи по току, определите h-параметр транзистора h₂₁ по формуле

(коэффициент усиления по току ОБ). (1.2)

1.2.9. Используя входные ВАХ транзистора ОБ, определите h-параметр транзистора h₁₁ по формуле

(входное сопротивление транзистора ОБ). (1.3)

1.2.10. Используя характеристики обратной связи по напряжению U_ЭБ=f(U_КБ), определите h-параметр транзистора h₁₂ по формуле

(коэффициент обратной связи транзистора по напряжению ОБ). (1.4)

1.2.11. Данные расчетов h-параметров занесите в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Тип транзистора	t, C	Схема включения транзистора	h11 , Ом	h12	h21	h22, См
		ОБ

1.2.12. Используя выходные ВАХ транзистора, включенного по схеме ОЭ, рисунок 1.2б, постройте характеристики передачи по току , для этого:

1.2.12.1. Задаваясь напряжением U_КЭ=const, из заданной точки проведите перпендикуляр к оси абсцисс, а из точек пересечения перпендикуляра с выходными ВАХ проведите горизонтали, соответствующие токам коллектора и токам базы, при которых были сняты выходные ВАХ транзистора;

1.2.12.2. постройте характеристики передачи по току транзистора ОЭ по координатам точек (I_К, I_Б).

1.2.13. Используя входные ВАХ транзистора, включенного по схеме ОЭ, рисунок 1.2б, постройте характеристики обратной связи по напряжению , для этого:

1.2.13.1. задаваясь током базы I_Б, проведите перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с входными ВАХ, а из точек пересечения с входными ВАХ проведите горизонтали, соответствующие U_БЭ и U_КЭ, при котором были сняты входные ВАХ транзистора;

1.2.13.2. постройте характеристики обратной связи по напряжению по координатам точек (U_БЭ, U_КЭ).

1.2.14. Используя выходные ВАХ транзистора, включенного по схеме ОЭ, определите h-параметр (h₂₂) транзистора по формуле

(выходная проводимость транзистора,

включенного по схеме ОЭ). (1.5)

1.2.15. Используя входные ВАХ транзистора, включенного по схеме ОЭ, определите h-параметр (h₁₁) транзистора по формуле

(входное сопротивление транзистора,

включенного по схеме ОЭ). (1.6)

1.2.16. Используя характеристики передачи по току , определите h-параметр( h₂₁) транзистора ОЭ по формуле

(коэффициент усиления по току транзистора ОЭ). (1.7)

1.2.17. Используя характеристики обратной связи по напряжению , определите h-параметр транзистора ОЭ (h₁₂) по формуле

(коэффициент обратной связи

по напряжению транзистора ОЭ). (1.8)

1.2.18. Данные расчетов h-параметров транзистора, включенного по схеме ОЭ, занесите в таблицу 1. 4.

Таблица1. 4

Тип транзистора	t, C	Схема включения транзистора	h11 , Ом	h12	h22, См	h21
		ОЭ

1.2.19. По одному результату измерений каждого параметра I_ЭБ, U_ЭБ, I_К, U_КБ, I_БЭ, U_БЭ, I_К, U_КЭ представьте с учетом погрешности средств измерений:

I_ЭБ=I_X(10^-6100мА)=(I_X10^-4) мА

I_БЭ=(I_X10^-4) мА

U_ЭБ=U_XU_X; U_КБ=U_XU_X; U_БЭ=U_XU_X; U_КЭ=U_XU_X,

где I_X – результат, установленный на источнике калиброванных токов В1-13, мА;

I_X=10^-4 мА – погрешность установки калиброванного тока на пределе I_MAX=100 мА;

U_X – результат измерения U_КБ, U_БЭ, U_КЭ, U_ЭБ;

U_X – абсолютная погрешность результата измерения, вычисляется по формуле

, (1.9)

где _U==[0,05+0,02 ] при U_К=0,2; 2 В

_U==[0,1+0,02 ] при U_К=20; 200; В.