- •Лабораторная работа 1 температурная зависимость проводимости полупроводниковых материалов
- •1.1 Основные понятия и определения
- •1.2. Описание образцов, использованных в работе
- •1.3. Описание установки
- •1.4. Проведение испытаний
- •1.5. Обработка результатов.
- •1.6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 2 исследование полупроводниковых выпрямительных диодов
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Описание установки
- •2.3. Проведение исследований
- •2.3.1. Исследование прямой ветви вольт-амперной характеристики
- •2.3.2. Исследование обратной ветви вольт-амперной характеристики
- •2.3.3. Исследование частотных свойств выпрямительного диода
- •2.3.4 Исследование вольт-амперной характеристики диодов при повышенной температуре
- •2.4. Обработка результатов
- •2.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 3 исследование статических характеристик и параметров биполярного транзистора
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Исследование статических характеристик биполярного транзистора методом характериографа
- •3.2.1. Описание установки
- •3.2.2. Исследование статических характеристик транзистора
- •3.2.3. Исследование статических коэффициентов передачи тока транзистора
- •3.2.4. Измерение обратного тока коллектора
- •3.2.5. Исследование пробивного напряжения транзистора
- •3.3. Обработка результатов и расчет параметров
- •3.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4 исследование статических характеристик и параметров полевых транзисторов
- •4.1. Основные понятия и определения
- •4.2. Описание установки
- •4.3. Проведение измерений
- •4.4. Обработка результатов и расчет параметров
- •4.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 5 исследование биполярного транзистора при работе на малом переменном сигнале
- •5.1. Основные понятия и определения
- •5.2. Описание установки
- •5.3. Проведение испытаний
- •5.3.1. Исследование h-параметров транзистора в схеме с общей базой
- •5.3.2. Исследование h-параметров транзистора в схеме с общим эмиттером
- •5.3.3. Исследование частотных зависимостей коэффициентов передачи токов эмиттера и базы
- •5.4. Обработка результатов
- •5.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 6 исследование импульсных свойств биполярного транзистора
- •6.1. Основные понятия и определения
- •6.2. Схема установки
- •6.3. Проведение испытаний
- •6.3.1. Подготовка к испытаниям
- •6.3.2. Исследование зависимости времени нарастания и времени рассасывания от напряжения источника питания в цепи коллектора
- •6.3.3. Исследование зависимости времени нарастания и времени рассасывания от амплитуды импульса тока эмиттера
- •6.4. Обработка результатов
- •6.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 7 исследование интегральных микросхем
- •7.1. Основные понятия и определения
- •7.2. Описание установки
- •7.3. Проведение испытаний
- •7.3.1. Определение логических операций, выполняемых полупроводниковой микросхемой
- •7.3.2. Исследование входной и прямой передаточной характеристик логической полупроводниковой микросхемы
- •7.3.3. Определение мощности, потребляемой логической полупроводниковой микросхемой
- •7.3.4. Изучение конструкции гибридной имс
- •7.4. Обработка результатов и расчет параметров
- •7.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 8 исследование полупроводниковых источников излучения
- •8.1. Основные понятия и определения
- •8.2. Описание установки
- •8.3 Проведение измерений
- •8.3.1. Исследование спектральных характеристик сид
- •8.3.2. Исследование яркостных и вольт-амперных характеристик сид
- •8.3.3. Исследование яркостной характеристики ил
- •8.3.4. Исследование спектральных характеристики ил
- •8.4. Обработка результатов
- •9.1. Основные понятия и определения
- •9.2. Описание установки
- •9.3. Проведение испытаний
- •9.3.1. Исследование спектральной характеристики фд
- •9.3.2. Исследование световых характеристик фд
- •9.4. Обработка результатов
- •9.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 10 исследование полупроводниковых стабилитронов и стабистора
- •10.1. Основные понятия и определения
- •10.2. Установка для исследований
- •10.3. Порядок проведения исследований
- •10.3.1. Исследование вах стабилитрона
- •10.3.2. Исследование параметров стабилитронов
- •10.3.3. Исследование параметрического стабилизатора напряжения
- •10.4. Обработка экспериментальных результатов и расчет параметров
- •10.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 11 исследование тиристора
- •11.1. Основные понятия и определения
- •11.2. Описание установки
- •11.3. Проведение исследований
- •11.3.1. Исследование вольт-амперной характеристики тиристора
- •11.3.2. Измерение параметров тиристора
- •11.3.3. Исследование зависимости напряжения включения тиристора от тока управляющего электрода
- •11.3.4. Исследование параметров тиристора при повышенной температуре
- •11.3.5. Исследование регулятора мощности
- •11.4. Обработка результатов
- •11.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 12 исследование туннельных диодов
- •12.1. Основные понятия и определения
- •12.2. Описание установок для проведения исследований
- •12.2.1. Схема для исследования вольт-амперной характеристики тд
- •12.2.2. Схема для изучения эффекта дискретно-аналоговой памяти
- •12.2.3. Схема для исследования эффектов усиления и генерации электрических сигналов
- •12.3. Порядок проведения исследований
- •12.3.1. Исследование вольт-амперной характеристики
- •12.3.2. Исследование функции дискретно-аналоговой памяти
- •12.3.3. Изучение эффекта усиления
- •12.3.4. Изучение эффекта генерации
- •12.4. Обработка результатов
- •12.5. Контрольные вопросы
- •Список рекомендованной литературы
- •Содержание
12.2. Описание установок для проведения исследований
12.2.1. Схема для исследования вольт-амперной характеристики тд
Основная трудность при исследовании ВАХ на падающем участке (участок отрицательного дифференциального сопротивления) состоит в том, что наличие реактивностей (индуктивность самого ТД, его корпуса, выводов в сочетании с последовательно включенным элементом, дающим эффект ОДС) создает условия неустойчивости, приводящие к возникновению сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний тока и напряжения. Для их подавления обычно производят шунтирование ТД низкоомным резистором, чтобы результирующее дифференциальное сопротивление оказалось положительным при любом подаваемом на диод напряжении. При этом для построения ВАХ вычисляется реальный ток через диод.
Рис. 12.2. Схема для исследования ВАХ туннельного диода
В данной работе для большей наглядности использован другой прием подавления СВЧ-колебаний: удалены выводы ТД, а сам диод подсоединен непосредственно к обкладкам конденсатора (без выводов), что шунтирует ТД на СВЧ и тем самым препятствует возникновению колебаний напряжения.
В этом случае исследование ВАХ может быть выполнено простым классическим методом вольтметра – амперметра (рис. 12.2). Схема содержит источник напряжения G1. Смена полярности (переключение напряжения, подаваемого на ТД, с прямого на обратное) производится переключателем S1. Напряжение и ток измеряются с помощью стрелочных вольтметра и миллиамперметра PV1 и PA1. Исследуемый ТД (3И-101А) изготовлен на основе GaAs.
12.2.2. Схема для изучения эффекта дискретно-аналоговой памяти
Как было отмечено, туннельный диод имеет N-образную ВАХ. Если через ТД пропустить ток I0, значение которого менее тока пика Iп, но больше тока впадины Iв, то возникает трехзначность значения напряжения на ТД, соответствующего этому току (рис. 12.3). Однако устойчивыми значениями на практике оказываются те, которые равны U1 и U2, т. е. напряжениям на участках с положительным дифференциальным сопротивлением. Таким образом, при постоянстве тока, протекающего через ТД, на нем могут оставаться два устойчивых потенциальных состояния U1 и U2.
Рис. 12.3. Область токов через ТД, в которой проявляется бистабильность остаточных напряжений |
Рис. 12.4. Схема для изучения эффекта дискретно-аналоговой памяти |
Если составить последовательную цепь из нескольких ТД и пропустить через нее ток I0, то каждый из диодов в цепи может иметь относительно малое напряжение U1 или большое U2. Возникает эффект многоустойчивости значений напряжения в такой цепи. Число дискретных потенциальных состояний m соответствует выражению m = n + 1, где n – число ТД в цепи. При этом каждое из остаточных напряжений Uост, за исключением минимального и максимального (все ТД в состоянии с U1 или U2), могут реализоваться множеством конкретных потенциальных состояний ТД в цепи.
В установке используется цепь из 10 ТД (рис. 12.4). Источник сигнального напряжения G2 может быть кратковременно с помощью кнопочного выключателя S2 подключен к этой цепи. Остаточное напряжение Uост после отключения сигнального Uх оказывается близким к сигнальному. Сигнальное и остаточное напряжения измеряются стрелочными вольтметрами PV3 и PV4, находящимися на пульте установки. ВАХ и эффект памяти исследуются на одной установке. Схемы, приведенные на рис. 12.2 и 12.4, воспроизведены на пульте установки.