Исследование управляемого тиристорного выпрямителя

Цель работы – практическое знакомство с двухполупериодным управляемым тиристорным выпрямителем.

1. Подготовка к работе

   1. Какие выпрямители называются управляемыми?

   2. Назовите способы включения тиристора.

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок № 9, соединительные провода, токовый шунт.

3. Задание: снять регулировочную характеристику двухполупериодного управляемого тиристорного выпрямителя.

4. Порядок выполнения задания.

   1. Сетевой тумблер – в выключенном положении.

   2. Подать переменное напряжение с выводом нулевой точки с гнезд стенда «20 – 0 – 20»на фазосдвигающую цепочку и с гнезд«24 – 0– 24»на выпрямительную цепь управляемого выпрямителя согласно мнемосхемы.

   3. Подключить измерительные приборы с пределами измерений, указанными на мнемосхеме.

   4. Параллельно нагрузке Р2подключить осциллограф.

   5. Ручку потенциометра Р1повернуть против часовой стрелки до упора, что будет соответствовать углу управления= 0.

   6. Включить стенд, поставив сетевой тумблер в положение ВКЛи нажав кнопкиСЕТЬиОСЦИЛЛОГРАФна блоке питания.

   7. На экране осциллографа с помощью ручек РАЗВЕРТКА,СТАБ,ВОЛЬТ/ДЕЛ,ВРЕМЯ/ДЕЛдобиться устойчивого и удобного для наблюдения изображения синусоидального напряжения на нагрузке.

   8. Прокаллибровать длину полупериода синусоидального напряжения на 6 отрезков, каждый из которых соответствует 30^о.

где L – длина полупериода, мм;

l– длина части полупериода, соответствующая углу30^о,мм.

9. Все последующие измерения для данной схемы произвести при неизменном уровне усилия и длительности сигнала на нагрузке.

10. Потенциометром Р1изменять угол управления в пределах, указанных в таблице 2.1.. Через каждые30^о(К_мм)записывать показания измерительных приборов. Данные занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

, град	0о	30о	60о	90о
Uo, B
Io, мА

где

I_o, мА- постоянная составляющая выпрямленного тока;

U_o, B- постоянная составляющая выпрямленного напряжения;

, град- угол управления тиристорами.

4.11. Зарисовать осциллограммы выходного напряжения при = 0, 30^о, 60^о, 90^о.

4.12.Выключить стенд, нажав кнопки ОСЦИЛЛОГРАФ, СЕТЬи выключить сетевой тумблер.

4.13. По данным таблицы 2.1. построить регулировочную характеристику.

5. Содержание отчета

   1. наименование лабораторной работы.

   2. Цель лабораторной работы.

   3. Перечень приборов и оборудования.

   4. Схема управляемого выпрямителя.

   5. Результаты исследования.

      1. Таблица измерения 2.1.

      2. Осциллограммы выходного напряжения при = 0, 30^о,60^о, 90^о.

      3. Регулировочная характеристика.

   6. Ответы на контрольные вопросы.

6. Контрольные вопросы

   1. Объясните принцип действия тиристора.

   2. Что такое угол управления (отсечки)?

   3. С помощью каких элементов осуществляется управление моментом включения тиристора в схеме выпрямителя?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 (БЛОК № 2)

Исследование биполярного и полевого транзистора

Цель работы – практическое ознакомление со схемами включения биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ)и полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком(ОИ).

1. Подготовка к работе.

   1. Почему схемы ОЭиОИнашли наибольшее применение?

   2. Какие характеристики являются входными для схем ОЭиОИ?

   3. Какое соотношение существует между точками в биполярном транзисторе?

   4. Каким образом происходит управление проходящим через полевой транзистор током?

   5. Чем отличаются транзисторы типа р –n– ротn– р –n?

2. Оборудование: лабораторный стенд, блок № 2, соединительные провода, токовый шунт.

3. Задание № 1. Исследование биполярного транзистора.

   1. Снять входную характеристику I_б = f(U_бэ)приU = const.

   2. Снять выходную характеристику I_к = f(U_кэ)приI_к = const.

4. Задание № 2. Исследование полевого транзистора.

   1. Снять переходную характеристику I_c = f(U_зи)приU_си = const = max.

   2. Снять выходные (стоковые) характеристики I_c = f(U_си)при трех значенияхU_зи.

5. Порядок выполнения задания № 1. схема а1.

   1. Снятие выходной характеристики транзистора.

      1. Соединить источник питания V1 = 6 Всо входом транзистора согласно мнемосхемы («-»источника подать на общую точку).

      2. Соединить источник питания V2 = 12 Bс выходными клеммами транзистора согласно мнемосхемы.

      3. Ручку потенциометра R5повернуть против часовой стрелки до упора.

      4. Подключить измерительные приборы с указанными пределами измерения согласно мнемосхемы, соблюдая указанную полярность. Предварительно вставить токовый шунт в мультиметр, работающий в режиме измерения тока, на указанном пределе измерения.

      5. После проверки схемы, поворачивая ручку потенциометра R5по часовой стрелке, изменять напряжение коллектораU_кэв пределах, указанных в таблице 3.1.

      6. Для каждого фиксированного значения U_кэ измерить ток коллектораI_к. Результаты измерений занести в таблицу 3.1.

      7. Аналогичные измерения произвести при подключении входного напряжения +5 Вк клеммамХ2, Х3, Х4. Результаты измерений занести в таблицу 3.1. Ручку потенциометраR5 поворачивать в исходное положение при каждом изменении уровня входного сигнала.

Таблица 3.1.

Uкэ, В	0	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,2	4	6	8
Iк, мА при R1(Iб1)
Iк, мА при R2(Iб2)
Iк, мА при R3(Iб3)
Iк, мА при R4(Iб4)

1. По данным таблицы 3.1. построить выходные характеристики I_к =f(U_кэ)при разных уровнях входного сигналаI_б. На характеристике указать соотношение токов базы.

1. Снятие входной характеристики транзистора.

   1. Для снятия входной характеристики транзистора по схеме с ОЭI_б =f(U_бэ)приЕ_к = const, необходимо иметь два источника напряжения. Регулирование напряжения смещения необходимо осуществлять плавно, для чего предлагается в схемеАиспользовать переменный резисторR8. Для измерения тока базыI_б необходимо включить щитовой микроамперметр с пределом измерения100 мАмежду гнездомХ5на схемеА2и гнездомХ1 на схемеА1. На гнездоХ8схемыА2подать+6 В, а–6 Вподать на гнездоХ9.

   2. Измерение напряжения U_вх осуществлять мультиметром, подключенным к гнездамХ1иХ11 ().Интервалы между замерами U_бэвыбирать таким образом, чтобы точнее снять начальный, нелинейный участок входной характеристики. Необходимо снять две входные характеристикиI_б = f(U_бэ)приЕ_к = 0иЕ_к = 5 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Iб, мкА		0	10	20	30	50	100	150	200	250	300
Uкэ = 0 В	Uбэ(В)
Uкэ = 5 В	Uбэ(В)

6. Порядок выполнения задания № 2. Схема А2.

   1. Снятие переходной характеристики полевого транзистора.

      1. Источник питания U2 = 6 Bсоединить с входными клеммами транзистора, аU2 = 12 B– с выходными клеммами согласно мнемосхемы («-»источников подавать на общую точку схемы).

      2. Подключить измерительные приборы с указанными на мнемосхеме пределами измерений и полярностью.

      3. После проверки схемы, поворачивая ручку потенциометра R7против часовой стрелки, установить такое отрицательноеU_зиотносительно истока напряжение, чтобы ток стока был равен0 (I_с = 0)при максимальном напряженииU_си. Для точной установки нулевого значения тока временно установить предел измерения амперметра2мА.

      4. Поворачивая далее ручку потенциометра R7против часовой стрелки, записать показания измерительных приборов в 6 – 5 точках, начиная от точки отсечкиU_зиmaxдоU_зи = 0.

      5. Когда U_зи = 0(крайнее левое положение ручки потенциометраR7), изменить полярность напряжения, подаваемого на клеммуХ1. Одновременно изменить полярность вольтметра.

      6. Поворачивая ручку потенциометра R7по часовой стрелке снять показания измерительных приборов в 4 – 6 точках через каждые0,4 –0,5 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3.

Uзи, В	-1,5	-1	-0,5	0	+0,5	+1	+1,5	+2
Ic, мА

7. По данным таблицы 3.3. построить переходную характеристику I_c =f(U_зи)приU_си = const = max.

8. По характеристике определить крутизну полевого транзистора S.

Примечание: аналогичным образом можно снять и построить переходные характеристики для других фиксированных значений U_си, каждое из которых устанавливается поворотом ручки потенциометра R8 против часовой стрелки.

6.2.Снятие выходных (стоковых) характеристик полевого транзистора при трех уровнях U_зи.

Подготовительную работу провести согласно п.п. 6.1.1., 6.1.2.

6.2.1. Ручки потенциометров R7иR8повернуть против часовой стрелки до упора.

6.2.2. Подключить измерительные приборы с указанными пределами измерений согласно мнемосхемы, соблюдая указанную полярность. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, подсоединять к необходимым клеммам с помощью двухлучевого провода для возможности измерения U_зииU_си.

6.2.3. После проверки схемы преподавателем убедиться, что U_зи = 0.

6.2.4. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, переключить с входа транзистора на выход, предварительно установив на нем передел измерения 20 В.

6.2.5. Поворачивая ручку потенциометра R8по часовой стрелке, изменять напряжение между стоков и истокомU_сив пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного напряженияU_си измерить ток стокаI_с. Результаты измерений занести в таблицу 3.4.

6.2.6. Ручку потенциометра R8поставить в исходное положение.

6.2.7. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, подключить на вход транзистора и выставить предел измерения 2 В.

6.2.8. Поворачивая ручку потенциометра R7по часовой стрелке, установить напряжение между затвором и истокомU_зи = 1 В.

6.2.9. Мультиметр, работающий в режиме вольтметра, переключить с входа транзистора на выход, предварительно установив на нем предел измерения 20 В.

6.2.10. Поворачивая ручку потенциометра R8по часовой стрелке, изменять напряжениеU_си в пределах, указанных в таблице 3.4. Для каждого фиксированного значения напряженияU_сиизмерить токI_с. Результаты измерений занести в таблицу 3.4.

6.2.11. Ручку потенциометра R8повернуть в исходное положение, а ручкуR7оставить в прежнем.

6.2.12. Аналогичные измерения (п.п. 6.2.10) произвести при U_зи = -1 В. Для этого поменять полярность напряжения питания, подаваемого на входные клеммы схемы(5 В).Результаты измерений занести в таблицу 3.4. Отключить стенд.

Таблица 3.4.

Uзи = 0	Uси, В	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	2	4	6
	Iс, мА
Uзи = 1 В	Uси, В
	Iс, мА
Uзи = -1 В	Uси, В
	Iс, мА

6.2.13. По данным таблицы 3.4. построить семейство выходных характеристик I_c = f(U_си)приU_зи = 0; 1; -1 В.

6.2.14. По выходным характеристикам определить дифференциальное сопротивление стока для каждого значения U_зи.

7. Содержание отчета.

   1. Наименование лабораторной работы.

   2. Цель работы.

   3. Перечень приборов и оборудования.

   4. Исследуемые схемы (А1, А2).

   5. Результаты исследований.

      1. Характеристика:

• выходные I_к = f(U_кэ)приI_б = constдля биполярного транзистора; входныеI_б = f(U_бэ)приЕ_к= const;

• переходная I_с = f(U_зи)приU_си = constдля полевого транзистора;

• выходная (стоковая) I_c = f(U_си)приU_зи = 0 В; 1 В; -1 В.

1. Расчеты:

• крутизна S=для полевого транзистора;

• дифференциальное сопротивление стока при трех значенияхU_зи для полевого транзистора.

1. Выводы по характеристикам.

2. Ответы на контрольные вопросы.

1. Контрольные вопросы.

   1. Что такое h– параметры транзистора?

   2. Чем определяется ширина канала в полевых транзисторах?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4