Электронные приборы_лаборатория

0…...3 В (гнездо Г7 блока 3 лабораторного стенда). В процессе измерения ток в схеме не должен превышать 15 мА !

2. Порядок выполнения работы

2.1.Собрать схему, изображенную на рис.2.1.

После проверки схемы преподавателем измерить прямые ветви вольт-амперных характеристик кремниевого диода и стабилитрона. Значения прямого тока устанавливать от 0 до 40 мА с интервалом 10 мА; от 40 до 280 мА с интервалом 40 мА. Записывать получающиеся значения прямого напряжения в табл.2.1. Отмечать напряжение, при котором ток становится равным 2,0 мА (1 деление).

Таблица 2.1

U1 , В

Iобр , мА

Uобр , В

2.3. Собрать схему измерения вольт-амперной характеристики туннельного диода (рис. 2.3). После проверки схемы преподавателем измерить зависимость I1=f(U2). Напряжение U1 изменять от 0 до 0,45 В с интервалом 0,05 В. Соответствующие значения I1 и U2 записывать в табл. 2.3. Таблицу дополнить рассчитанными значениями тока через туннельный диод Iд.

9

3. Обработка результатов измерений

3.1.Вольт-амперные характеристики всех исследуемых диодов строить как зависимость тока, протекающего через диод, от напряжения на диоде. Прямую и обратную ветви строить на одном рисунке в I и III квадрантах соответственно, используя разные масштабы.

3.2.Обратная ветвь вольт-амперной характеристики кремниевого стабилитрона Iобр=f(Uобр) рассчитывается по экспериментальным данным. Ток, протекающий через ограничительный резистор R, равен обратному току стабилитрона. Iобр = U2 / R , где U2 падение напряжения на резисторе R. Напряжение на стабилитроне Uобр =U1-U2, где U1 напряжение, подаваемое от источника питания.

3.3.На графике обратной ветви вольт-амперной характеристики стабилитрона построить нагрузочную характеристику для R = 510 Ом, Uобр= 8В. Уравнение нагрузочной характеристики получается из второго закона Кирхгофа. Оно является

3.4. В точке пересечения нагрузочной линии и обратной ветви вольт-амперной характеристики стабилитрона найти дифференциальное сопротивление стабилитрона в

чтобы не выйти из линейного участка характеристики в режиме пробоя.

10

Рис. 7.2

В фотодиодном режиме на p-n- переход подается обратное напряжение, а в фотогальваническом–прямое. Для предотвращения выхода из строя СД и ФД применены ограничительные резисторы R1=120 Ом и R2=510 Ом.

2. Порядок выполнения работы

2.1.Собрать схему, представленную на рис. 7.1. Измерить семейство ВАХ ФД в

фотодиодном режиме IФ=f(Uобр) при Ф = const. Световой поток устанавливать равнымФ, 2Ф, 3Ф и 4Ф. Обратное напряжение на ФД менять от 0 до 1,5 В с интервалом 0,25 В. Данные измерений занести в таблицу.

2.2.Собрать схему, представленную на рис.7.2. Измерить семейство ВАХ ФД в

фотогальваническом режиме IФ=f(Uпр) при Ф = const. Световой поток устанавливать равным Ф, 2Ф, 3Ф и 4Ф. Прямое напряжение на ФД изменять от 0 до величины, при

которой фототок IФ станет равным нулю. При дальнейшем увеличении прямого напряжения фототок изменит направление на противоположное. Измерения производить с интервалом 0,05 В. Данные измерений занести в таблицу.

2.3.Последовательно с ФД включить резистор R2=510 Ом и миллиамперметр с пределом измерений …0,75 мА (рис.7.3). При световом потоке 4Ф измерить ток ФД (фотогальванический режим) и падение напряжение на СД.

Рис.7.3

3. Обработка результатов измерений

3.1Построить ВАХ ФД в фотодиодном и фотогальваническом режимах при четырех значениях светового потока в третьем и четвертом квадрантах соответственно.

3.2Построить линию нагрузки для фотогальванического режима при сопротивлении нагрузки 510 Ом и отсутствии внешнего напряжения.

27

принцип работы электростатических и магнитных линз.

6.Объясните зависимость диаметра пятна на экране трубки от напря-жения на первом аноде.

7.Дайте определение чувствительности электронно-лучевой трубки при электростатическом и магнитном отклонении. От каких факторов она зависит?

8.Какие параметры характеризуют экраны электронно-лучевых тру-бок? Каким образом поддерживается потенциал экрана?

9.Сравните между собой электростатическую и магнитную фокуси-рующие

системы.

10.Сравните между собой электростатическую и магнитную откло-няющие

системы.

Лабораторная работа № 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОДИОДА

Цель работы: изучение свойств фотодиода (ФД) и измерение его характеристик в фотодиодном и фотогальваническом режимах работы. В работе исследуются вольт-амперные характеристики фотодиода ФД-256.

[1, c.283−297, 302−313], [2, c.361−400]

1. Схемы исследования

В качестве источника светового потока применяется светодиод (СД) инфракрасного диапазона. Регулировка светового потока осуществляется изменением тока, протекающего через СД. Условно считаем, что токам 20, 40, 60 и 80 мА соответствуют световые потоки Ф, 2Ф, 3Ф и 4Ф.

Схемы измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) ФД в фотодиодном и фотогальваническом режимах представлены на рис. 7.1 и рис. 7.2.

Рис. 7.1

Содержание отчета

Отчет должен содержать: наименование и цель работы; схемы измерений;

таблицы измеренных и расчетных данных; графики вольт-амперных характеристик исследованных диодов;

нагрузочную характеристику, построенную на вольт-амперной характеристике стабилитрона;

рассчитанные значения дифференциальных сопротивлений исследованных диодов; краткие выводы по результатам проделанной работы.

Контрольные вопросы

1.Какие особенности характеристик исследованных диодов определя-ют область их применения?

2.Чем отличаются вольт-амперные характеристики германиевого и кремниевого диодов и почему?

3.Какие вида пробоя существуют в p−n−переходе? Какие из них используются в полупроводниковом стабилитроне?

4.Объясните какие физические процессы определяют форму харак-теристики стабилитрона на различных участках.

5.Объясните способ построения линии нагрузки. Как с помощью нее оценить качество стабилизации напряжения?

6.Объясните вольт-амперную характеристику туннельного диода.

Лабораторная работа №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Цель работы: изучение принципа действия, измерение характеристик и определение основных параметров полевого транзистора с управляющим p-n- переходом и полевого транзистора с изолированным затвором.

[1, с.210−264], [2, с.301−321], [3, с.20−244]

1. Схемы исследования

На рис. 3.1 представлена схема для исследования полевого транзистора с управляющим p-n-переходом.

+(0...15)B

Рис.3.1.

На рис. 3.2 представлена схема для исследования полевого транзистора с изолированным затвором (МДП-транзистора) обогащенного типа с p-каналом.

Схемы собираются на монтажном шасси универсального измерительного стенда с помощью комплекта соединительных проводов. Напряжения питания подаются с блока 3 (либо блока 2) стенда. Напряжения UЗИ, UCИ и ток IC измеряются вынесенными стрелочными измерительными приборами.

Стенд разрешается включать только после проверки собранной схемы преподавателем.

2. Порядок выполнения работы

2.1.Собрать схему, приведенную на рис. 3.1. Установить ручки регулировок напряжений в положение, соответствующее нулевому напряжению – повернуть до упора против часовой стрелки. Предъявить схему для проверки.

2.2.Измерить статические характеристики полевого транзистора с управляющим

p-n-переходом: IC=f(UЗИ,UСИ). Изменяя UСИ от 0 до –8 В, измерять ток стока IC; напряжение UЗИ поддерживать постоянным, последовательно задавая ему

фиксированные значения 0; 0,2; 0,4; 0,6 В и т.д. до напряжения отсечки UЗИ ОТС (это напряжение UЗИ, при котором ток стока становится равным нулю). UЗИ ОТС для исследуемого полевого транзистора лежит в пределах 1,0……1,5 В. Для отдельных транзисторов обычно UЗИ ОТС= 0,6……0,8 В, и тогда напряжение UЗИ следует изменять от 0 до UЗИ ОТС через 0,1 В. Данные измерений занести в таблицу 3.1.

12

характеристику Iа2=f(Uм) при Uа2=1200 В и Uа2=1400 В на одном графике.

3.2.На основании данных измерений по п.2.4 построить зависимость диаметра

пятна на экране трубки от напряжения на первом аноде δ=f(Uа1) при Uа2=1200 В и Uа2=1000 В.

3.3.На основании данных измерений по п. 2.5 рассчитать чувствительность

трубки к вертикальному εy и горизонтальному εx отклонению и построить зависимости εx=f(Ux) и εy=f(Uy) для двух значений напряжений на аноде Uа2=1200 В и Uа2=1400 В.

Чувствительность определяется отклонением пятна на экране (в миллиметрах) при подаче на отклоняющие пластины напряжения в 1 В, т.е. εx=h/Ux εy=h/Uy, где h– отклонение пятна; Uх, Uу– амплитуды напряжений на отклоняющих пластинах.

При расчете чувствительности необходимо учесть, что при выполнении работы на отклоняющие пластины подавалось не постоянное, а переменное напряжение и вольтметром измерялось действующее значение этого напряжения. Таким образом, чувствительность вычисляется по формуле

ε = hu − h0 , 2 2 u

где hu – измеренная в процессе эксперимента длина светящейся полоски; h0– диаметр пятна при отсутствии отклоняющего напряжения; u– действующее значение

отклоняющего напряжения на пластинах; множитель 2 2 учитывает, что стрелочный прибор измеряет не размах, а действующее значение переменного напряжения.

Содержание отчета

Отчет должен содержать наименование и цель работы;

паспортные данные электронно-лучевой трубки 13ЛО3И; схему исследования; таблицы измеренных и расчетных данных;

графики модуляционной характеристики трубки Iа2=f(Uм) при Uа2=const, зависимость диаметра пятна от напряжения на первом аноде δ=(U)δ = f (Ua1 ) при Uа2=const;

зависимость чувствительности к отклонению от величины отклоняющего напряжения εx=f(Ux), εy=f(Uy) при Uа2=const;

выводы по результатам проделанной работы.

Контрольные вопросы.

1.Какие основные элементы имеются в электронно-лучевой трубке? Каково их назначение?

2.Нарисуйте схему формирования питающих напряжений для эле-ментов электронного прожектора электростатической электронно-лучевой трубки. Каковы типовые значения этих напряжений?

3.Каким образом производится регулировка яркости свечения экра-на?

4.Объясните модуляционную характеристику трубки.

5.Как производится регулировка фокусировки электронного луча ? Объясните

25

линейки в миллиметрах диаметр пятна на экране (в случае несимметричного пятна на экране измеряется вертикальный размер). Результаты измерений записать в таблицу.

2.4.4.Установить Uа2=1000 В.

2.4.5.Повторить измерения по пункту 2.4.3.

2.5. Измерение зависимости чувствительности электронно-лучевой трубки от отклоняющего напряжения и напряжения на втором аноде.

Чувствительность трубки измеряется расстоянием (в миллиметрах), на которое перемещается пятно на экране при подаче на отклоняющие пластины напряжения в 1 В, т.е. ε = h/U, где h – отклонение пятна, U– отклоняющее напряжение на пластинах. В данной работе производится измерение чувствительности трубки при отклонении пятна по вертикали и горизонтали: εy=f(Uy) при Uа2=const и εx=f(Ux) при Uа2=const. Для увеличения срока службы трубки отклонение пятна в этом эксперименте производится не постоянным, а переменным напряжением, под действием которого пятно непрерывно перемещается по экрану, образуя светящуюся полоску. Длина ее определяется размахом, т.е. удвоенной амплитудой напряжения на пластинах. В эксперименте измеряется длина светящейся полоски h и действующее значение синусоидального отклоняющего напряжения u, а чувствительность трубки вычисляется при оформлении отчета.

2.5.2.Изменением Uа1 добиться лучшей фокусировки пятна на экране трубки.

2.5.3.Установить переключатель П2 в положение Ux. При этом на горизонтально-отклоняющие пластины будет подано синусоидальное напряжение, действующее значение которого измеряется вольтметром Uху.

2.5.4.С помощью ручки «Смещение по Х-Х» установить пятно в центре экрана. Измерить его диаметр h0.

2.5.5.Изменяя Uх от нуля до 30 В с интервалом 5 В, измерять длину светящейся горизонтальной полоски hХ на экране трубки в миллиметрах. Данные измерений занести в таблицу.

2.5.6.Установить Uа2 = 1400 В.

2.5.7.Повторить измерения по п.п. 2.5.4 –2.5.6.

2.5.8.Переключатель П2 установить в положение Uу. При этом на вертикально отклоняющие пластины будет подано синусоидальное напряжение, действующее значение которого измеряется вольтметром Uху.

2.5.9.Установить Uа2 = 1200 В.

2.5.10.С помощью ручки «Смещение по У-У» установить пятно в центре экрана. Измерить его диаметр h0.

2.5.11.Изменяя Uу от нуля до 30 В с интервалом 10 В, измерять длину светящейся горизонтальной полоски hХ на экране трубки в миллиметрах. Данные измерений занести в таблицу.

2.5.12.Установить Uа2 = 1400 В.

2.5.13.Повторить измерения по п.п. 2.5.10 –2.5.12.

3.Обработка результатов измерений

3.1. На основании данных измерений по п. 2.3 построить модуляционную

2.3.Собрать схему, приведенную на рис. 3.2. Эта схема отличается от схемы, представленной на рис. 3.1, цепью питания затвора. Необходимо использовать другой блок питания (гнезда Г6 лабораторного стенда) и изменить полярность напряжения UЗИ. Установить рукоятки регулировки напряжений в положение, соответствующее нулевому напряжению – повернуть до упора против часовой стрелки. Предъявить схему для проверки преподавателю

2.4. Определить пороговое напряжение UЗИ ПОР. Пороговое напряжение МДПтранзистора –это такое напряжение на затворе, при котором появляется ток стока. Напряжение UЗИ ПОР определять при заданном напряжении UСИ , например, при UСИ=−7 В.

2.5.Измерить статические характеристики МДП-транзистора IC=f(UЗИ, UCИ). Изменяя напряжение UСИ от 0 до –8 В с интервалом 1 В, измерять ток стока IC. Напряжение UЗИ поддерживать постоянным, последовательно задавая ему семь фиксированных значений с интервалом 0,5 В, начиная от UЗИ ОТС. Пороговое напряжение исследуемого МДП-транзистора лежит в пределах от –2,0 до –4,0 В. Данные измерений занести в табл.3.2.

3. Обработка результатов измерений

По данным измерений для каждого транзистора на основании таблиц необходимо построить по два семейства характеристик.

1.Семейство выходных характеристик полевого транзистора с управлявшим p-n- переходом IС = f(UCИ) при UЗИ=0; 0,4; 0,8 В (либо при UЗИ = 0; 0,2; 0,4 В, если UЗИ ОТС= 0,6…...0,8 В).

2.Семейство характеристик прямой передачи полевого транзистора с управляющим p- n-переходом IC=f(UЗИ) при UСИ=-2; -4; -6 В.

3.Семейство выходных характеристик МДП-транзистора IC=f(UСИ) при UЗИ = -3; -4; - 5 В.

4.Семейство характеристик прямой передачи для МДП-транзистора IC=f(UЗИ) при UСИ=-2; -4; -6 В. Каждое семейство характеристик строится в виде отдельного рисунка.

дифференциальные параметры S, Rc и , выбрав рабочую точку в режиме насыщения.

Содержание отчета

Отчет должен содержать: наименование и цель работы; паспортные данные исследуемых транзисторов; схемы измерения характеристик; таблицы с данными измерений;

рисунки с четырьмя семействами характеристик;

значения дифференциальных параметров; крутизны характеристики прямой передачи S, дифференциальное сопротивление стока RС, коэффициент усиления ;

краткие выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Расскажите об устройстве и принципе действия полевого транзи-стора с затвором в виде p-n-перехода.

2. Объясните выходные и управляющие характеристики полевого транзистора

сзатвором в виде p-n-перехода.

3.Как влияет температура на характеристики полевого транзистора? Что такое термостабильная точка?

4.Опишите устройство и принцип действия МДП-транзистора. Как образуется индуцированный канал в МДП-транзисторе, почему происходит инверсия проводимости?

5.Объясните выходные и управляющие характеристики МДП-тран-зистора.

6.Назовите основные разновидности МДП-транзисторов. Чем отли-чаются их характеристики.

14

1. Схема исследования

Лабораторная работа «Исследование электронно-лучевой трубки» смонтирована в виде отдельного макета. Схема исследования приведена на рис 6.1. В схему входит осциллографическая трубка, высоковольтный источник питания и резисторный делитель напряжения, при помощи которого устанавливаются рабочие напряжения модулятора, первого и второго анода.

На передней панели макета находится экран трубки, сюда же выведены регуляторы напряжений на электродах трубки, контрольно-измерительные приборы и тумблеры коммутации отклоняющих сигналов и измеряемых напряжений. Все регулировки и измерительные приборы имеют соответствующие обозначения.

2. Порядок выполнения работы

2.1.Ознакомиться визуально с макетом лабораторной работы.

2.2.Включить тумблер сеть и через 2 - 3 минуты проконтролировать функционирование органов управления и контрольно-измерительных приборов.

2.3.Измерить модуляционную характеристику трубки: Iа2=f(Uм) при Uа1=const,

Uа2 =const.

2.3.1.Переключатель П2 поставить в нейтральное положение, переключатель П1 – в положение Uа2 .

2.3.2.Установить по прибору «Uа» напряжение на втором аноде Uа2=1200 В, по прибору «Uм» напряжение на модуляторе Uм=0 B.

2.3.3.Регулировкой Uа1 добиться наилучшей фокусировки на экране трубки.

2.3.4.Изменяя напряжение модулятора от 0 до напряжения запирания (при

котором Iа2=0 ) с интервалом 2,5 В, записывать значения тока второго анода Iа2 в таблицу.

2.3.5.Установить Uа2=1400 В. Повторить измерения по пункту 2.3.4.

2.4. Измерить зависимость диаметра пятна δ на экране трубки от напряжения на первом и втором анодах: δ=f(Uа1) при Uа2 = const.

2.4.1.Переключатель П2 установить в нейтральное положение.

2.4.2.Установить Uа2=1200 В.

2.4.3.Изменяя Uа1 от 150 В до 600 В с интервалом 50 В, измерять с помощью

23

7.Перечислите малосигнальные параметры полевых транзисторов. Каков их физический смысл? Как их определяют по характеристикам?

8.Нарисуйте схемы включения различных типов полевых транзис-торов с общим истоком.

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Цель работы: изучение принципа действия, измерение статических характеристик биполярных транзисторов (БПТ) для схем включения с обшей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).

[1, c.139−176; 194−200]; [2, c.192−279]; [3, c.140−204].

1. Схемы исследования

На рис. 4.1 представлена схема для измерения статических характеристик БПТ типа n-p-n, включенного по схеме с ОБ, а на рис. 4.2 – включенного по схеме с ОЭ.

Схемы собираются на монтажном шасси универсального измерительного стенда с помощью комплекта соединительных проводов. Напряжения питания подаются с блока 3 лабораторного стенда (гнезда Г7 и Г8). Напряжения и токи измеряются вынесенными стрелочными приборами. Стенд разрешается включать только после проверки схемы преподавателем.

Рис. 4.2

2. Порядок выполнения работы

2.1.Собрать схему, представленную на рис .4.1. Установить пределы измерений на измерительных приборах. Установить рукоятки регулировки напряжений в

положение, соответствующее нулевому напряжению – повернуть до упора против часовой стрелки. Предъявить схему для проверки преподавателю.

2.2. Измерить семейство статических входных характеристик БПТ IЭ=f(UЭБ) при UКБ=const для схемы включения с ОБ. Значения тока эмиттера IЭ устанавливать от 0 до 30 мА с интервалом 5 мА. Записывать получающиеся значения напряжения UЭБ. Измерения производить при постоянных значениях напряжения UКБ=0; 4; 8 В. Отметить напряжение UЭБ при котором ток эмиттера IЭ становится равным 0,2 мА (1 деление). Данные измерений записать в табл.4.1.

Таблица 4.1

2.3.Измерить семейство статических выходных характеристик IК=f(UКБ) при IЭ=const. Напряжение UКБ менять от 0 до 8 В с интервалом 1 В. Измерения производить для пяти значений тока эмиттера IЭ= 5; 10; 15; 20; 25 мА. Данные измерений записать в таблицу, которую составить самостоятельно.

2.4.Предъявить данные измерений для проверки преподавателю, после чего выключить питание и разобрать схему.

2.5.Собрать схему, представленную на рис.4.2. Установить пределы измерений на измерительных приборах. Установить рукоятки регулировки напряжений в положение, соответствующее нулевому напряжению – повернуть до упора против часовой стрелки. Предъявить схему для проверки преподавателю.

2.6.Измерить семейство статических входных характеристик для схемы

включения с ОЭ IБ=f(UБЭ) при UКЭ=const. Значения тока базы IБ устанавливать от 0 до 0,8 мА с интервалом 0,1 мА. Записывать получающиеся значения напряжения UБЭ. Измерения производить для трех значений напряжения UКЭ =0; 2; 8 В. Данные измерений записать в табл.4.2. Отметить напряжение UБЭ, ПРИ котором ток базы IБ становится равным 0,01 мА (1 деление).

В процессе измерений следить за величиной тока коллектора IК. Если IК превышает 30 мА, то прекратить измерения.

2.7. Измерить семейство статических выходных характеристик БПТ для схемы включения с ОЭ IК=f(UКЭ) при IБ=const. Напряжение UКЭ изменять от 0 до 8 В с интервалом 1 В. Измерения производить для пяти значений тока базы

16

построить график допустимой мощности рассеяния на аноде, который представляет из себя гиперболу IДОП=Ра ДОП/Uа; (Ра ДОП=1 Вт).

3.3.Пользуясь семейством анодных характеристик лампы в триодном

включении, построить зависимость Iа=f(UС1) при Uа=const – семейство анодносеточных характеристик, задав три значения анодного напряжения Uа= 60; 100; 120 В.

3.4.На семействе анодных характеристик в триодном включении построить нагрузочную характеристику, выбрав Еа =200 В, RН=20 кОм:

Еа =Uа+Iа RН,

где Еа – напряжение источника питания анодного напряжения; Uа – напряжение на аноде; Iа – анодный ток; RН – сопротивление нагpyзки.

Уравнение нагрузочной характеристики – уравнение прямой линии, она может быть построена по двум точкам. Координаты точек пересечения нагрузочной линии с осями координат находятся приравниванием нулю поочередно Iа и Uа. Если Iа=0, то

Uа=Еа, если Uа=0, то Iа= Еа /RН.

3.5. По характеристикам лампы в триодном и пентодном включении для рабочей точки, характеризуемой анодным напряжением Uа=100 В и напряжением на

первой сетке UС1= −0,5 В, определить статические параметры S , Ri и

Отчет должен содержать:

-наименование и цель работы;

-схемы измерений;

-таблицы измерений и проведенные расчеты;

-графики анодных характеристик лампы в триодном, тетродном и пентодном включениях;

-график IС2=f(Ua), построенный на анодной характеристике в тетродном включении;

-анодно-сеточные характеристики лампы в триодном и пентодном включении;

-нагрузочную характеристику, построенную на семействе анодных характеристик в триодном включении;

-рассчитанные по характеристикам параметры S, Ri и . Лампы для триодного и пентодного включения;

-краткие выводы по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1.Напишите закон степени 3/2 для триода, тетрода и пентода. Объяс-ните физический смысл термина «действующее напряжение».

2.Объясните анодные и анодно-сеточные характеристики триода.

3.Объясните особенности режимов «возврата» и «прямого перехвата».

21

2. Порядок выполнения работы

2.1.Собрать схему, представленную на рис. 5.1.

2.2.После проверки схемы преподавателем измерить семейство статических

анодных характеристик лампы в триодном включении : Ia=f(Ua) при UС1=const. Для этого, изменяя анодное напряжение от 0 до 180 В с интервалом 20 В, записывать значения анодного тока. Измерения производить при пяти постоянных значениях напряжения на управляющей сетке, равных –2; -1,5; -I; -0,5; 0 В. Данные измерений занести в таблицу. Если ток анода Ia будет превышать 15 мА, то измерения прекратить.

Предъявить данные для проверки преподавателю, выключить питание и собрать схему, представленную на рис. 5.2.

2.3. После проверки схемы преподавателем измерить зависимости Ia=f(Ua) и IС2=f(Ua) при UС1=const и UС2=const для тетродного включения. Значения напряжений на первой и второй сетках установить равными UС1= −1 В и UС2= 75 В. Напряжение на аноде менять от 0 до 160 В с интервалом 10 В. Значения токов анода Ia и второй сетки IС2 записывать в таблицу.

Предъявить данные для проверки преподавателю, отключить питание и собрать схему, представленную на рис. 5.3.

2.4.После проверки схемы преподавателем измерить семейство статических анодных характеристик лампы в пентодном включении Ia=f(Ua) при постоянных значениях напряжений на первой, второй и третьей сетках. Напряжение на аноде менять от 0 до 120 В с интервалом 10 В. Измерения производить при UС2=75 В и UС3=0 В и трех фиксированных значениях напряжений на первой сетке, равных 0; - 0,5; -1 В. Данные измерений анодного тока занести в таблицу.

2.5. Измерить семейство статических анодно-сеточных характеристик пентода Ia=f(Ua) при Uа=const и UС2=const, UС3=const. Напряжение на управляющей сетке изменять от 0 до напряжения запирания (это такое отрицательное напряжение на управляющей сетке, при котором анодный ток становится равным нулю, если зафиксированы анодное напряжение и напряжение второй сетки) с интервалом 0,5 В. Измерения производить при двух значениях напряжения анода 200 В и 150 В и для двух значений напряжения второй сетки 100 В и 75 В (всего четыре зависимости). Напряжение третьей сетки не меняется: UС3= 0 В. Данные измерений анодного тока занести в таблицу. Для повышения точности измерений рекомендуется измерять характеристики при различных значениях UA не последовательно, а попарно одновременно. Для этого после задания требуемого значения Uc2 (100 В или 75 В) установить Uc1=0 В, UA=200 В, измерить IA и записать результат в соответствующую строку таблицы. Затем, не изменяя величины Uc1, установить UA=150 В, измерить IA и записать результат в другую строку таблицы. После этого изменить значение Uc1 и повторять аналогичные измерения до тех пор, пока Uc1 не достигнет напряжения запирания.

3. Обработка результатов измерений

3.1.Пользуясь самостоятельно составленными таблицами, построить семейства анодных характеристик лампы в триодном, тетродном и пентодном включении. Все графики выполнять на отдельных рисунках. На рисунке с анодной характеристикой лампы в тетродном включении построить зависимость IС2=f(Ua).

3.2.На графиках анодных характеристик в триодном и пентодном включениях

20

IБ= 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мА. Данные измерений записать в таблицу, которую составить самостоятельно. В процессе измерений сначала устанавливается значение напряжения UКЭ, а затем значение тока базы IБ.

2.8. Предъявить данные измерений для проверки преподавателю, после чего выключить питание и разобрать схему.

3. Обработка результатов измерений

3.1. По данным таблиц построить четыре семейства характеристик:

выходные характеристики для схемы включения транзистора с ОЭ IК=f(UКЭ) при IБ=const (0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мА). Каждое семейство характеристик строится на отдельном рисунке.

3.2.По входным характеристикам для обеих схем включения определить

графическим способом дифференциальный параметр – входное сопротивление h11б и h11Э, по выходным характеристикам для схемы включения с ОЭ определить выходную проводимость h22Э и коэффициент передачи тока базы h21Э. Параметры определять для рабочей точки, выбрав ее в активном усилительном режиме.

3.3.На семействе выходных характеристик для схемы включения с ОБ построить кривую допустимой мощности рассеивания Рмакс, которая представляет

собой гиперболу IК = Рмакс/UКБ (Рмакс =0,1 Вт).

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

-наименование и цель работы;

-паспортные данные исследуемого транзистора;

-схемы измерений;

-таблицы измеренных данных;

-четыре рисунка графиков измеренных характеристик;

-рассчитанные по графикам значения h – параметров транзистора;

-краткие выводы о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1.Объясните принцип действия биполярного транзистора. Каковы физические причины прохождения тока от эмиттера к коллектору?

2.Нарисуйте З схемы включения транзистора.

3.При каком соотношении напряжений на базе и коллекторе тран-зистор

17

работает в активном режиме? Нарисуйте и объясните графики распределения концентрации подвижных носителей заряда в базе в активном режиме.

4.Что такое коэффициент передачи эмиттерного тока? От чего он зависит?

5.При каком соотношении напряжений на базе и коллекторе тран-зистор работает в режиме насыщения, отсечки, инверсном? Какие потоки носителей следует принимать во внимание в каждом из этих режимов?

6.Объясните особенности входных и выходных характеристик для схем ОЭ и ОБ. Укажите на них основные режимы работы транзистора.

7.Что такое эффект модуляции толщины базы?

8.Как влияет температура на характеристики транзистора?

9.Назовите системы малосигнальных параметров транзистора, их преимущества и недостатки.

10. Каков физический смысл всех h – параметров транзистора? Как они определяются по характеристикам?

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП

Цель работы: изучение принципа действия, измерение статических характеристик и определение параметров пятиэлектродной электронной лампы в триодном, тетродном и пентодном включениях. В работе измеряются анодные и анодно-сеточные характеристики лампы в триодном и пентодном включении, зависимость анодного тока и тока второй сетки от напряжения на аноде в тетродном включении.

Таблицы для записи результатов измерений в этой работе составляются студентами самостоятельно.

[1, c.336−357], [3, с.319−363].

1. Схемы исследования

В работе измеряются характеристики пентода в триодном, пентодном и тетродном включениях (цоколевка лампы указана на рис.5.4).

1.1. Схема для исследования лампы в триодном включении представлена на рис. 5.1. Вторая (экранирующая) и третья (защитная) сетки лампы соединены с анодом. В схеме используются три источника питания – накала 6,3 В (гнезда ГЗ блока 1), для питания анода – (0…300) В (гнезда Г1 блока I) и управляющей сетки (0……3) В (гнезда Г7 блока 3). Анодное напряжение регулируется автотрансформатором, расположенным слева под крышкой лабораторного стола. Величина анодного напряжения контролируется вольтметром V1, расположенным на лицевой панели блока 1 измерительного стенда.

18

Рис.5.1

Напряжение на управлявшей сетке контролируется вольтметром V4, расположенным на лицевой панели блока 3 измерительного стенда.

1.2. Схема для исследования лампы в тетродном включении представлена на рис.5.2. Эта схема отличается от предыдущей тем, что вторая и третья сетки отсоединены от анода. Они соединены между собой и подключены к источнику питания (0…100) В. Для создания этого напряжения два источника питания (0…50) В (разъемы Г5 и Г6 блока 2) включаются последовательно. Регулирование величины UC2 может осуществляться изменением напряжения любого из последовательно соединенных источников. Ток второй сетки контролируется внешним стрелочным прибором, напряжение на ней с помощью вольтметра V3, который с помощью тумблера может подключаться либо к разъему Г5, либо к разъему Г6. Цепи подключения анода и управляющей сетки такие же, как в схеме на рис. 5.1.

1.3. Схема исследования лампы в пентодном включении представлена на рис.5.3. Эта схема отличается от предыдущей (рис.5.2) лишь тем, что третья (защитная) сетка лампы отсоединена от второй сетки и соединена с корпусом, т.е. UC3=0. Это напряжение не изменяется в процессе измерения. Кроме того, в схеме отсутствует прибор для измерения тока второй сетки.

Рис.5.3

19