Метод измерения и описание аппаратуры
Внешний вид установки ФПК-06 для снятия вольт-амперной характеристики полупроводникового диода представлен на рис. 3.
Рис. 3
Установка предназначена для изучения свойств р-п перехода, она позволяет производить снятие вольт-амперных характеристик при прямом и обратном направлении протекающего через переход тока (далее - ВАХ, ВАХ прямая и ВАХ обратная соответственно) и вольт-фарадной (зависимость емкости перехода от приложенного напряжения) характеристики (далее - ВФХ) р-п перехода.
На передней панели установки ФПК-06 находятся две клеммы (обозначены «U») для подключения измеряемого полупроводникового диода (в заводском описании прибора ФПК-06 измеряемый диод называется «объектом исследования»). К этим клеммам можно подключить или отдельный диод или диодную «сборку» ФПК-06М, в которой установлено сразу 3 различных диода («сборка» входит в стандартный набор). Сам прибор ФПК-06 (в заводском описании) носит название «устройство измерительное».
Установка состоит из объектов (объекта) исследования и устройства измерительного, выполненных в виде конструктивно законченных изделий. Устройство измерительное устанавливается на лабораторном столе, а объекты исследования поочередно присоединяется к гнезду, установленному на передней панели устройства измерительного.
Объекты исследования конструктивно выполнены в виде вилок, в которых установлены серийно выпускаемые диоды. Корпуса вилок выполнены из прозрачного материала для возможности ознакомления с его устройством. Тип диодов указан на корпусе вилки или на шильдике, помещенном внутри вилки (как правило - это КД521, КД226 и Д7Г).
Объект исследования ФПК-06М выполнен в виде единого устройства, в котором установлены аналогичные диоды (3 шт.) и переключатель образцов, ручка управления которым выведена на переднюю панель. В положении переключателя “0” образцы отключены. На задней стенке объекта исследования установлены штыри для подключения его к устройству измерительному. Верхняя стенка объекта исследования выполнена прозрачной для возможности ознакомления с его устройством.
Устройство измерительное выполнено в виде конструктивно законченного изделия. В нем применена однокристальная микро-ЭВМ с соответствующими дополнительными устройствами, позволяющими производить установку величины и полярности напряжения, подаваемого на p-n переход образца в объекте исследования, измерение емкости р-n перехода и тока через него в зависимости от приложенного напряжения, а также осуществлять функции управления установкой (регулирование напряжения, установка режимов работы при снятии ВАХ прямой, ВАХ обратной или ВФХ). В состав устройства измерительного входят также источники питания для питания как самого устройства, так и объекта исследования. На передней панели устройства измерительного размещены гнезда для подключения объекта исследования и размещены следующие органы управления и индикации:
кнопки “+”, “-“ и СБРОС - предназначены для регулирования напряжения и установки его в 0 (при этом при кратковременном нажатии происходит установка единиц, а при длительном - десятков, переключение диапазонов происходит автоматически);
кнопка ВАХ - ВФХ - предназначена для установки соответствующего режима работы (снятие ВАХ или ВФХ);
кнопка ПРЯМАЯ - ОБРАТНАЯ - предназначена для установки режима работы при снятии ВАХ (снятие ВАХ прямой или ВАХ обратной);
индикатор В - предназначен для индикации значения величины регулируемого напряжения;
индикатор мА мкА пФ - предназначен для индикации единиц измерения и величины измеряемых значений тока или емкости в процессе работы;
индикаторы ВАХ - ВФХ - предназначены для индикации установленного режима работы (управляется кнопкой ВАХ - ВФХ, во время установки соответствующего режима индикатор светится);
индикаторы ПРЯМАЯ-ОБРАТНАЯ - предназначены для индикации установленного режима работы при снятии ВАХ (управляется кнопкой ПРЯМАЯ-ОБРАТНАЯ, во время установки соответствующего режима индикатор светится).
Примечание: При работе переключение диапазонов измерения происходит автоматически.
На задней панели устройства измерительного расположены выключатель СЕТЬ, клемма заземления, держатели предохранителей (закрыты предохранительной скобой), и сетевой шнур с вилкой.
Устройство измерительное с помощью сетевого шнура подключается к сети 220 В, 50 Гц.
Принцип действия установки основан на измерении тока через р-n переход или емкости р-n перехода при фиксированных значениях приложенного к нему напряжения.
В процессе выполнения лабораторных работ снимаются зависимости тока через р-n переход и емкости р-n перехода от приложенного напряжения для различных образцов.
Перед началом работы с установкой необходимо убедиться, что она заземлена.
В установке имеется опасное для жизни напряжение, поэтому при эксплуатации необходимо строго соблюдать соответствующие меры предосторожности:
- перед включением в сеть убедитесь в исправности сетевых соединительных шнуров;
- замену любого элемента производите только при отключенном от сети соединительном шнуре;
- при наладке и измерениях пользуйтесь надежно изолированным инструментом и пробниками.