метода

Рисунок 2. Схема диодного моста

Порядок выполнения работы

1.Включить компьютер, приставку и стенд NI ELVIS. Дождаться загрузки интерфейса NI ELVIS.

2.Подключить исследуемый элемент как показано на рисунке 3.

После подключения запустить Two-Wire Current-Voltage Analyzer. Параметры анализа выбрать согласно техническим характеристикам элементов.

Помните, что сжигание компонента грозит неприятными последствиями.

Рисунок 3. Схема подключения для проведения Two-Wire Analysis

3. Провести Two-Wire Analysis для резистора (номинал на усмотрение преподавателя), для нескольких цветов светодиодов (красный,

синий, зеленый и один на ваш выбор), для диода 1N4148, для диода 1N5819 и

для диода 1N4004. Список может быть изменен преподавателем.

4.Собрать схему диодного моста на диодах шоттке и на светодиодах.

На вход моста с внешнего генератора сигнал подать синусоиду с амплитудой в 5 вольт и частотой 50 Гц. К выходу моста подключить аналоговый осциллограф и получить выпрямленный сигнал. Сделать фотографии выходных сигналов с обоих мостов.

11

Содержание отчёта

фотографии исследуемых элементов;

список основных характеристик используемых элементов;

скриншоты построенных в Two-Wire Current-Voltage Analyzer

ВАХ;

анализ и сравнение полученных ВАХ;

фотографии диодных мостов и выходных сигналов;

предположение почему не используют диодные мосты на светодиодах.

Отчет должен быть выполнен согласно шаблону по оформлению отчета по лабораторной работе, размещенному на сайте СПБГЭТУ «ЛЭТИ»: https://etu.ru/ru/studentam/dokumenty-dlya-ucheby/ и ГОСТ 7.32-2017 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательском уделу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления» с поправками от 2018 года.

12

Лабораторная работа № 3 часть 1

Исследование проводимости транзисторов различного типа

Цель работы: Изучение проводимости канала биполярного транзистора от управ в зависимости от величины управляющего сигнала.

Используемое оборудование: NI ELVIS Digital Multimeter (DMM), макетная плата NI ELVIS, резисторы, биполярные транзисторы, источник питания.

Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух p-n-переходов.

Различают транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. В зависимости от типа проводимости этих областей,

выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. В таблице 1 изображены структурная схема и графическое обозначение n-p-n и p-n-p. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой, относительно коллектора и эмиттера.

В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.

И если кратко рассматривать принцип работы транзистор, то представляет собой управляемое сопротивление. В зависимости от подаваемого на базу напряжения будет изменяться сопротивления перехода коллектор-эмиттер (или как иногда говорят: будет изменятся ширина канала).

Принцип работы транзистора очень похож на водопроводный кран. Вода в нем — это ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько сильно поворачивают ручку крана. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился.

13

Таблица 1. Типы биполярных транзисторов

Порядок выполнения работы

5.Включить компьютер, приставку и стенд NI ELVIS. Дождаться загрузки интерфейса NI ELVIS.

6.Подключить биполярный n-p-n транзистор как показано на рисунке 1. После подключения запустить DMM и измерить ток коллектора с помощью встроенного амперметра.

7.Заменить резистора на другой, с более высоким сопротивлением,

иизмерить ток коллектора. Повторить измерения для 10-12 номиналов.

8.Повторить измерение для биполярного p-n-p транзистор изменив полярность источников.

9.Провести для измерения для различных типов n-p-n и p-n-p

(маломощных и средних) транзисторов.

14

Рисунок 1. Схема подключения n-p-n транзистора

Помните, что сжигание компонента грозит неприятными последствиями.

Содержание отчёта

фотографии исследуемых элементов и собранных схем;

один скриншот показаний амперметра;

графики проводимости канала;

вывод о зависимости проводимости канала от тока базы.

Отчет должен быть выполнен согласно шаблону по оформлению отчета по лабораторной работе, размещенному на сайте СПБГЭТУ «ЛЭТИ»: https://etu.ru/ru/studentam/dokumenty-dlya-ucheby/ и ГОСТ 7.32-2017 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательском уделу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления» с поправками от 2018 года.

15

Лабораторная работа № 3 часть 2

Исследование проводимости транзисторов полевого типа

Цель работы: Изучение проводимости канала полевого транзистора в зависимости от величины управляющего сигнала.

Используемое оборудование: NI ELVIS Digital Multimeter (DMM), макетная плата NI ELVIS, полевые транзисторы, Variable Power Supplies.

Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом.

Порядок выполнения работы

10.Включить компьютер, приставку и стенд NI ELVIS. Дождаться загрузки интерфейса NI ELVIS.

11.Подключить N-канальный JFET транзистор J113 как показано на рисунке 1. После подключения запустить DMM и измерить ток стока с помощью встроенного амперметра.

12.Изменить напряжение затвор-исток и измерить ток стока.

Повторить измерения для 10-12 значений напряжения.

13. Провести измерения для транзисторов J113, IRF510, IRF9510 и

еще для нескольких транзисторов указанных преподавателем.

16

Рисунок 1. Схема подключения N-канальный JFET транзистора

14. Построение ВАХ полевого транзистора IRF510. Соберите схему, изображенную на рисунке 2. При определённом напряжение затвор-исток измерить ток стока при различном напряжение сток-исток. Пример измерения представлен в таблице 1. Повторить измерения для 3-5 напряжений затвор-

исток.

Таблица 1. Пример протокола для измерения ВАХ

17

Рисунок 2. Схема подключения полевого транзистора для построения ВАХ

Помните, что сжигание компонента грозит неприятными последствиями.

Содержание отчёта

фотографии исследуемых элементов и собранных схем;

один-два скриншот показаний амперметра;

графики проводимости канала (зависимость тока стока от напряжения затвора);

график ВАХ полевого транзистора IRF510;

вывод о зависимости проводимости канала разных типов полевых транзисторов от напряжения затвора.

Отчет должен быть выполнен согласно шаблону по оформлению отчета по лабораторной работе, размещенному на сайте СПБГЭТУ «ЛЭТИ»: https://etu.ru/ru/studentam/dokumenty-dlya-ucheby/ и ГОСТ 7.32-2017 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательском уделу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления» с поправками от 2018 года.

18

Лабораторная работа № 4

Исследование ОУ при различных схемах включения

Цель работы: Изучение поведения ОУ при различных схемах включения.

Используемое оборудование: NI ELVIS Bode Analyzer, макетная плата NI

ELVIS, операционные усилители, осциллограф NI ELVIS, генератор сигнала

NI ELVIS, резисторы, конденсаторы, Variable Power Supplies.

Теоретические сведения

Операционный усилитель (ОУ) – интегральный компонент,

обладающий дифференциальным входом и имеющий очень большой коэффициент усиления.

Свойства идеального ОУ:

1.Входное сопротивление идеального ОУ стремится к бесконечности.

2.Выходное сопротивление идеального ОУ равняется нулю.

3.Коэффициент усиления в идеальном ОУ бесконечно большой.

4.Коэффициент усиления в идеальном ОУ не зависит от частоты сигнала и постоянен на всех частотах (бесконечная рабочая полоса частот).

5.Разность потенциалов между инвертирующим и неинвертирующим входами равна нулю.

Из вышеуказанных свойств следуют два правила расчета ОУ:

I.Разность входа между инвертирующим и неинвертирующим

входом равна нулю: вх+ − вх− = 0.

II.Входы ОУ не потребляют ток: вх = 0.

Основные схемы включения ОУ Большинство схем включения ОУ содержат обратную связь. При этом

самым распространённым типом обратной связи является отрицательная обратная связь (ООС). Отрицательная обратная связь - вид реакции системы,

19

при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое противодействует первоначальному изменению. Использование ООС позволяет нам сделать частотную характеристику ОУ более стабильной и самостоятельно определять коэффициент усиления схемы. В таблице 1 приведены основные схемы включения ОУ.

Распиновка реального ОУ Распиновка – сленговое обозначение выводов интегральной

микросхемы (при написании ВКР такой термин лучше не использовать). Для работы с операционным усилителем нам нужно только 5 выводов

(инвертирующий вход (Uвх-), неинвертирующий вход (Uвх+), положительный вывод питания (Vcc+), отрицательный вывод питания (Vcc-) и выход (Uout)).

Однако на практике для поверхностного монтажа используют DIP-8 (dual inline package) корпус с восьмью выводами. Оставшиеся ножки ОУ могут иметь какие-то специальные функции (например, задавать смещение нуля или питания) или быть дополнительными точками механической фиксации.

Поэтому 90% используемых Вами в курсе электроники ОУ будут в стандартном DIP-8 корпусе, изображенном на рисунке 1. Но всегда стоит просматривать даташит (Datasheet) на конкретный ОУ во избежание ошибок подключения.

Рисунок 1. Пример расположения выводов ОУ

20