5 Послідовність виконання роботи

5.1 Підготовка до роботи

Вивчити схему дослідження, підключення вимірювальних приладів та потенціометрів для зміни вхідних та вихідних опорів, а відповідно, напруг і струмів.

5.2 Зняти ВАХ тиристора І_А = f(U_А).

5.2.1 Потенціометром R1 встановити і підтримувати перше фіксоване значення керуючого струму І_кер = 0.

5.2.2 Змінюючи потенціометром R2 значення анодного струму від 0 до 2 мА зафіксувати зміни напруги на тиристорі U_А. Зняті покази занести в таблицю 1.

5.2.3 Повторити вимірювання пункту 5.2.2 , встановивши потенціометром R1 друге фіксоване значення струму керування І_кер = 1 мА

Таблиця 1

Ікер = 0 мА						Ікер = 1 мА
UА , В
ІА , мА

5.3 Побудова характеристик тиристора.

За результатами вимірювань побудувати ВАХ тиристора на міліметровому папері.

5.4 За ВАХ визначити основні параметри:

• напругу включення;

• струм включення;

• струм утримання.

6 Контрольні питання

1. З яким типом керування використовується тиристор в схемі?

2. Скільки і які стани має тиристор?

3. Яким чином можна вимкнути тиристор?

4. Від чого залежить величина напруги включення тиристора?

5. Що таке струм утримання?

6. Як впливає зміна керуючого струму на ВАХ тиристора?

7. В чому полягають відмінності тиристорів і транзисторів у ключовому режимі?

7 Зміст звіту

1. Найменування, мета роботи та обладнання

2. Схема дослідження

3. Результати дослідної частини: таблиця, вольт-амперні характеристики.

4. Основні параметри.

5. Висновки з аналізом отриманих результатів

6. Відповіді на контрольні питання

Література

Колонтаєвський Ю.П. Промислова електроніка та мікросхемотехніка.- К.: Каравела, 2003. – с.53-56.

Васильєва Л.Д., Медведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади»: Підручник . – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. –с.347-352.

Лабораторна робота № 8 Дослідження електровакуумного тріода

1 Мета роботи: вивчення особливостей роботи електровакуумних приладів, дослідження їх вольт-амперних характеристик та визначення основних параметрів

2 Обладнання: ПЕОМ, програма Electronics Workbench

3 Схема дослідження

Рисунок 1 – Cхема дослідження тиристора

4 Основні теоретичні положення

Електронна лампа – це електровакуумний прилад, в якому використовується рух вільних електронів між електродами під дією електричного поля.

Тріод має три електроди (рис.2):

- катод – є джерелом електронів. Внаслідок термоелектронної емісії катод випромінює електрони;

- анод – є збирачем електронів. Під дією електричного поля між анодом та катодом електрони рухаються до аноду;

- керуюча сітка – керує потоком електронів в лампі. Зміна потенціалу сітки призводить до зміни густини електронного потоку, а значить і зміни струму аноду І_А.

До проміжку анод-катод тріода прикладена анодна напруга U_А, до проміжку сітка-катод – сіткова напруга U_С.

Рисунок 2 – Конструкція та умовне позначення електровакуумного тріода

Під дією анодної напруги між анодом і катодом виникає електричне поле (поле аноду). Поле аноду компенсує дію негативного просторового заряду і створює в лампі електронний потік. Для електронів, що подолали гальмівну дію просторового заряду, поле анода є прискорювальним.

В тріоді анодний струм залежить не тільки від величини анодної напруги, але і від величини напруги на сітці.

Якщо напруга, прикладена до проміжку сітка-катод, позитивна (потенціал сітки відносно катоду позитивний), то електричне поле направлено від сітки до катоду, і співпадає за напрямом з електричним полем аноду, тому є прискорювальним для потоку електронів, і анодний струм зростає.

При негативній напрузі на сітці поле сітки направлено назустріч полю анода. При цьому результуюче електричне поле між сіткою і катодом зменшується внаслідок дії негативно зарядженої сітки. Інтенсивність електронного потоку і величина анодного струму лампи зменшуються. Чим більше величина негативної напруги на сітці, тим менший анодний струм лампи.

Отже, анодний струм лампи залежить від знаку і величини напруги на сітці.

Так як сітка розташована до катоду ближче, ніж анод, то зміна напруги на сітці на декілька вольт за своєю дією на анодний струм рівнозначна зміні напруги на аноді на декілька десятків або сотень вольт.

При деякій негативній напрузі на сітці U_{С зап} анодний струм дорівнює нулю. Така напруга називається напругою запирання.

Основні параметри:

- крутизна анодно–сіткової характеристики S (1…30 мА/В):

S =ΔI_А / ΔU_С , при U_А= const ;

- внутрішній опір R_і (десятки Ом – десятки кОм):

R_і =ΔU_А / ΔІ_А, при U_С = const;

- коефіцієнт підсилення μ (5…100):

μ = │ΔU _А / ΔU_С │ , при І_А = const .

Коефіцієнт μ показує у скільки разів напруга на сітці U_c сильніше впливає на анодний струм I_А, ніж анодна напруга U_А.

Параметри тріода пов’язані внутрішнім рівнянням μ = S · R_і .

Для визначення статичних параметрів тріода використовують дві основні статичні характеристики:

- анодно–сіткові (вхідні) І_А = f(U_С) при U_А = const – характеризують вплив сіткової напруги U_С на струм лампи І_А при незмінній анодній напрузі U_А (рис. 2);

- анодні (вихідні) І_А = f(U_А) при U_С = const – характеризують вплив зміни анодної напруги U_А на струм лампи І_А при незмінній напрузі на сітці U_С (рис. 3).

Рисунок 3 Рисунок 4

5 Послідовність виконання роботи

5.1 Підготовка до роботи

Вивчити схему дослідження, підключення вимірювальних приладів та потенціометрів для зміни вхідних та вихідних опорів, а відповідно, напруг і струмів.

5.2 Зняти анодну ВАХ тріода І_А = f(U_А).

5.2.1 Потенціометром R1 встановити негативну напругу на сітці U_С=U_{С зап}, що є напругою запирання, і підтримувати фіксованим це значення.

5.2.2 Змінюючи потенціометром R2 значення анодної напруги від 0 до 50 В зафіксувати зміни анодного струму І_А. Дані вимірювань занести в таблицю 1.

5.2.3 Повторити вимірювання пункту 5.2.2 при інших фіксованих значеннях U_С (від запираючого U_{С зап} до нуля через 0,5В). Виміряні покази U_А та I_А при відповідних U_С занести в таблицю 1.

Таблиця 1

UА , B	UC = B	UC = B	UC = B	UC = B
	IА , мА	IА , мА	IА , мА	IА , мА
0
10
20
30
40
50

5.3 Зняти анодно-сіткові ВАХ тріода І_А = f(U_С) при U_А= const.

5.3.1 Потенціометром R2 встановлювати фіксовані значення напруги на аноді U_А=const (див. табл.2), які протягом зняття кожної залежності утримувати постійними.

5.3.2 Змінюючи потенціометром R1 значення сіткової напруги U_С від 0 В до напруги запирання U_{С зап}, зафіксувати зміни анодного струму І_А. Дані вимірювань занести в таблицю 2.

Таблиця 2

UС, В	UА =25 В	UА =50 В	UА =100 В	UА =125 В	UА =150 В
	IА, мА	IА, мА	IА, мА	IА, мА	IА, мА

5.4 Побудова характеристик тиристора.

За результатами вимірювань побудувати графіки анодних і анодно–сіткових ВАХ тріода. Графіки кожного сімейства будувати в одній системі координат на міліметровому папері.

5.5 За ВАХ визначити основні параметри:

- S – за анодно-сітковими характеристиками (рис.2);

- R_i – за анодними характеристиками (рис.3);

- μ – визначається за анодно-сітковими або анодними характеристиками.