Снять и изучить статические характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом для схемы его включения с общим истоком (ОИ). Определить его основные параметры.
2. Описание установки.
В работе используется схема ОБ, предназначенная для исследования биполярных транзисторов (рис. 3.1).
При этом с клеммой «Э» соединяется затвор полевого транзистора, с клеммой «Б» - исток и с клеммой «К» - его сток. Таким образом, получается схема включения ОИ полевого транзистора с каналом типа «Р», изображенная на рис. 5.1.
Предел измерения вольтметра V1 можно расширить до 10 В, для чего переключатель П1 следует поставить в положение «ОИ» (при этом пределы измерения приборов mA2 и V2 остаются прежними). Для того, чтобы исключить влияние резистора R6, нужно ручку переключателя П3 установить в положение «U2» или «U1», закоротив те самым резистор R6.
В качестве источника питания используется отдельный выпрямитель на (10..12)В либо выпрямитель, находящийся в стенде для питания схемы исследования полупроводниковых диодов.
3. Задание.
3.1. Подготовить установку к работе. Для этого ручки потенциометров R1 и R2 поворачивают влево до упора, к клеммам «Э», «Б» и «К» подключают транзистор КП103М, ручку переключателя П3 устанавливают в положение «U2», а переключателя П2 - в положение i=0, подключают источник питания и включают стенд, повернув ручку переключателя П1 в положение «ОИ».
3.2. Снять семейство выходных характеристик Ic=f(UСИ)|UЗИ=const при значениях UЗИ = 3; 2; 5; 2; 1,5; 1В.
3.3. Снять семейство характеристик прямой передачи Ic=f(UЗИ)|UСИ=const при значениях UCИ =3; 2,5; 2; 1,5В.
3.4. По семействам характеристик вычислить значения крутизны характеристики S, выходного дифференциального сопротивления RВЫХ и коэффициента усиления для номинального режима:
; ;
.
3.5. Определить напряжение насыщения и напряжение отсечки для номинального режима транзистора.
4. Содержание отчета.
4.1. Название работы и ее цель.
4.2. Схема включения транзистора.
4.3. Параметры типового режима транзистора КП103Ж и схема расположения его выводов.
4.4. Результаты измерений и вычислений в виде таблиц, графиков, формул, расчетов.
4.5. Критическая оценка полученных результатов и сопоставление их с данными литературы.
5. Контрольные вопросы.
5.1. Каковы устройство и принцип действия полевого транзистора?
5.2. Какие вы знаете разновидности полевых транзисторов?
5.3. Какие вам известны статические характеристики полевых транзисторов?
5.4. Каковы параметры полевых транзисторов?
5.5. По каким характеристикам и как можно определить основные параметры полевых транзисторов?
5.6. Нарисуйте схемы включения ОИ, ОС и ОЗ полевых транзисторов с р - каналом и с n - каналом.
5.7. Каковы достоинства полевых транзисторов по сравнению с биполярными транхисторами?
6. Литература.
Дулин В.Н. Электронные приборы. М.: Энергия, 1977, с. 342-357.
Батушев В.А. Электронные приборы. М.: Высшая школа, 1980, с. 183-211.
Прянишников В.А. Электроника. М.: Бином-Пресс, 2006, с. 52-61.
Лабораторная работа №8.
Исследование зависимости параметров транзистора от режима смещения.
1. Цель работы.
Исследовать зависимости h - параметров от постоянных составляющих тока эмиттера и напряжения коллектора.
2. Описание установки.
Работа выполняется на лабораторном стенде для определения h - параметров, схема которого изображена на рис. 3.1. Переменные составляющие токов и напряжений должны быть значительно меньше, чем постоянные составляющие в цепях эмиттера и коллектора.
3. Задание.
3.1. Подготовить установку к работе и установить номинальный режим транзистора. Этот пункт задания выполняется так же, как и соответствующий пункт лабораторной работы №3.
3.2. При номинальном напряжении на коллекторе транзистора снять зависимость h - параметров от тока эмиттера. Для этого вначале определяют и вычисляют значения h - параметров для номинального режима транзистора, а затем повторяют измерения при 5-7 значениях тока эмиттера, меньших его номинальной величины и строят графики h11=f(IЭ), h12=f(IЭ), h21=f(IЭ), h22=f(IЭ).
3.3. При номинальном токе эмиттера снять зависимость h - параметров от напряжения на коллекторе. Методом, описанным в пункте 3.2, снимают указанную зависимость и строят графики h11=f(UК), h12=f(UK), h21=f(UK), h22=f(UK). При каждом изменении напряжения на коллекторе транзистора, ручкой потенциометра R1 поддерживают постоянной величину тока эмиттера.
4. Содержание отчета.
4.1. Название работы и ее цель.
4.2. Параметры исследуемого транзистора для номинального режима и схема расположения его выводов.
4.3. Результаты измерений и вычислений в виде таблиц, формул, расчетов.
4.4. Графики зависимости параметров транзистора от тока эмиттера и напряжения на коллекторе.
4.5. Выводы по выполненной работе.
5. Контрольные вопросы.
5.1. Как зависят физические параметры транзистора ГЭ, ГБ, ГК и от тока эмиттера и напряжения на коллекторе?
5.2. Напишите формулы, связывающие физические параметры транзистора с h - параметрами для схемы ОБ.
5.3. Объясните зависимость параметров h11, h12, h21, h22 от тока эмиттера и напряжения на коллекторе.
6. Литература.
Практикум по полупроводникам и полупроводниковым приборам. 3 /Под ред. К.В. Шалимовой. М.: Высшая школа, 1968, с. 277-279.
Дулин В.Н. Электронные приборы. М.: Энергия, 1977, с. 333-336.
Прянишников В.А. Электроника. М.: Бином-Пресс, 2006, с. 42-51.
Лабораторная работа №9.
Исследование температурной зависимости параметров транзистора.
1. Цель работы.
Исследовать зависимость h - параметров транзистора в схеме с общей базой от температуры.
2. Описание установки.
В работе используется стенд для определения h - параметров транзистора, описанный в соответствующем разделе работы №3 и изображенный на схеме рис. 3.1. Кроме того, в работе используется термостат и ртутный термометр, позволяющие производить нагрев и измерение температуры транзистора.
3. Задание.
3.1. Определить значения h - параметров исследуемого транзистора при комнатной температуре. Для выполнения этого пункта задания транзистор помещают в термостат, соединяют клеммы термостата, соответствующие выводам базы, эмиттера и коллектора с клеммами стенда и определяют h параметры транзистора для номинального режима в схеме ОБ методом, описанным в пунктах 3.2, 3.3 и 3.4 работы №3.
3.2. Снять температурную зависимость h параметров транзистора. Для этого включают нагреватель и определяют значения h параметров через 8-100 вплоть до температуры 700С.
3.3. Построить графики зависимости h параметров от температуры.
3.4. По полученным значениям h параметров вычислить r параметры и построить графики их зависимости от температуры.
4. Содержание отчета.
4.1. Название работы и ее цель.
4.2. Параметры типового режима исследуемого транзистора и схема расположения его выводов.
4.3. Результаты исследований в виде таблиц, графиков, формул, расчетов.
4.4. Выводы по выполненной работе.
5. Контрольные вопросы.
5.1. Как объяснить температурную зависимость сопротивления базы транзистора?
5.2. Как объяснить температурную зависимость сопротивления эмиттера?
5.3. Как объяснить температурную зависимость сопротивления коллектора?
5.4. Как объяснить температурную зависимость коэффициента усиления по току?
5.5. Как объяснить температурную зависимость параметров h11, h12, h21, h22?
6. Литература.
Практикум по полупроводникам и полупроводниковым приборам. /Под ред. К.В. Шалимовой, М.: Высшая школа, 1968, с. 290-293.
Дулин В.Н. Электронные приборы. М.: Энергия, 1977, с. 333-336.
Батушев В.А. электронные приборы. М.: В. шк., 1980, с. 131-132.
Прянишников В.А. Электроника. М.: Бином-Пресс, 2006, с. 42-51.
Лабораторная работа №10.
Исследование температурной зависимости обратных токов транзистора.
1. Цель работы.
Исследовать зависимость обратных токов коллектора и эмиттера от температуры.
2. Описание установки.
Обратные токи транзистора измеряются с помощью лабораторного стенда для исследования полупроводниковых диодов (рис. 1.2).
Для определения обратного тока коллектора IКБо выводы коллектора (К) и базы (Б) транзистора соединяются с клеммами С и Д стенда, а вывод эмиттера (Э) остается разомкнутым. При этом на коллектор подается обратное напряжение заданной величины.
Для определения обратного тока коллектора IКБк вывод эмиттера должен быть соединен с выводом базы.
Для определения обратных токов эмиттера IЭБо и IЭБк с клеммами С и Д соединяются выводы транзистора Э и Б, а цепь коллектора остается разомкнутой (IЭБо), либо замкнутой с базой (IЭБк). При этом на эмиттер подается обратное напряжение заданной величины.
Аналогичным образом определяются и обратные токи IКЭо и IКЭк.
3. Задание.
3.1. Измерить обратные токи транзистора при комнатной температуре. Для выполнения этого пункта задания транзистор помещают в термостат, соединяют клеммы термостата, соответствующие выводам Б, Э и К, с клеммами стенда, ручкой потенциометра «U1» устанавливают номинальное обратное напряжение и измеряют величину обратного тока.
3.2. Снять температурную зависимость обратных токов транзистора. Для этого включают нагреватель и, по мере нагрева транзистора, измеряют значения обратных токов вплоть до температуры 70-800С. Количество измерений должно быть таким, чтобы величина каждого из обратных токов оказалась измеренной при 5-6 значениях температуры.
3.3. Построить графики зависимости обратных токов транзистора от температуры.
4. Содержание отчета.
4.1. Название работы и ее цель.
4.2. Схемы для измерения обратных токов транзистора.
4.3. Результаты исследований в виде таблиц и графиков.
4.4. Выводы по выполненной работе.
5. Контрольные вопросы.
5.1. Дайте определение статических параметров транзистора в режиме отсечки.
5.2. Для чего при расчетах схем на транзисторах учитываются статические параметры режима отсечки?
5.3. Каким образом измеряются обратные токи транзистора?
5.4. Какая связь существует между обратными токами транзистора?
5.5. Какой из обратных токов больше: IКБо или IКБк ? Почему?
Дулин В.Н. Электронные приборы. М.: Энергия, 1977, с. 313-314, 287-297.
Прянишников В.А. Электроника. М.: Бином-Пресс, 2006, с. 42-51.
Лабораторная работа №11.
Оптрон.
1. Цель работы.
Познакомиться с принципом действия диодного оптрона, снять его основные статические характеристики и определить четырехполюсные параметры.
2. Описание установки.
Для снятия характеристик используется схема рис. 1.1.
В цепь светодиода (излучателя) включены миллиамперметр mA1 и электронный вольтметр V1. В цепь фотодиода (приемника) включены микроамперметр и вольтметр V2. Для ограничения входного тока и выходного напряжения в эти цепи включены добавочные резисторы (на схеме не показаны), благодаря чему ток светодиода не превышает (15..20)мА, а напряжение на фотодиоде - (15..20)В. Для измерения небольших напряжений параллельно вольтметру V2 может подключаться электронный вольтметр с небольшим пределом измерения. Схема рис. 11.1 собирается на лицевой панели лабораторного стенда. При этом в цепи светодиода используется схема рис. 1.1, а в цепи фотодиода - схема рис. 1.2.
3. Задание.
3.1. Записать параметры типового режима оптрона 30Д101А, изобразить условное обозначение и схему расположения его выводов.
3.2. Подготовить установку к работе. Для этого собирают схему рис. 11.1, поворачивают ручки потенциометров «U1» и «U2» влево до упора, выбирают предел измерения электронного вольтметра V1, включают стенд в сеть.
3.3. Снять входные характеристики оптрона I1=f(U1)|U2=const и характеристики прямой передачи I2=f(I1)|U2=const при значениях выходного напряжения U2 равного 2; 4; 6 и 8 В. Для снятия этих характеристик потенциометром «U2» устанавливается напряжение 2в, потенциометром «U1» плавно увеличивается входной ток I1 от 0 до 10мА через 1мА и записываются в таблицу соответствующие значения величин I1, U1, I2. Повторяют измерения для других значений напряжения U2. По полученным данным строят характеристики.
3.4. Снять выходные характеристики оптрона I2=f(U2)|I1=const при значениях входного тока I1 равного 2; 4 и 6 В. Для снятия этих характеристик потенциометром «U1» устанавливается входной ток I1=2мА, потенциометром «U2» плавно увеличивается выходное напряжение от 0 до (8..10)В через 1В и записываются в таблицу соответствующие значения величин U2 и I2. Напряжение U2 измеряют электронным вольтметром с пределом 10В, включенным параллельно вольтметру V2. Повторяют измерения для других значений входного тока I1 и строят входные характеристики оптрона.
3.5. Определить четырехполюсные параметры оптрона Y11, Y21, Y22 по его характеристикам.
3.6. Определить значения статического коэффициента передачи тока по формуле и построить графики зависимости для значений U2 от 2 до 10 В и для значений I1 от 2 до 8 мА.
4. Содержание отчета.
4.1. Название работы и ее цель.
4.2. Параметры типового режима оптрона 30Д101А, его условное обозначение и схема расположения выводов.
4.3. Схема для снятия характеристик оптрона.
4.4. Результаты измерений и вычислений в виде таблиц, графиков, формул, расчетов.
4.5. Выводы по выполненной работе и сравнение полученных результатов с литературными данными.
5. Контрольные вопросы.
5.1. Какие приборы называются оптронами?
5.2. Какие существуют типы оптронов? Как они изображаются на схемах? Расскажите о системе обозначения оптронов.
5.3. Какие вы знаете статические характеристики оптронов? Почему характеристика обратной связи для оптронов не имеет смысла?
5.4. Расскажите о четырехполюсных параметрах оптрона. Чему численно равен коэффициент обратной связи по напряжению оптронов?
5.5. Каковы достоинства и недостатки оптронов?
6. Литература.
Батушев В.А. Электронные приборы. М.: В. школа, 1980, с. 370-371.
Носов Ю.Р., Сидоров А.С. Оптроны и их применение. М.: Радио и связь, 1981, с. 4-16, 68-82.
для номинального режима:
; 
;
.
от тока эмиттера и напряжения на коллекторе?
и построить графики зависимости 
для значений U2 от 2 до 10 В и 
для значений I1 от 2 до 8 мА.