Практикум для бакалавров (группы ММ, МО)

ЭЛЕКТРОНИКА

Новосибирск

СОДЕРЖАНИЕ

  Правила выполнения лабораторных работ ………………………………….…….. 2   Лабораторная работа №1. Исследование статических характеристик и параметров полевых транзисторов с управляющим p-n переходом...................... 3   Лабораторная работа № 2. Исследование статических характеристик и параметров биполярных транзисторов……………………………………………………………… 8     Лабораторная работа №3. Исследование усилителя на биполярном транзисторе ………………................................................................................................................................... 14   Лабораторная работа №4. Исследование характеристик и параметров операционного усилителя…………………………………………………………………………………19   Лабораторная работа № 5. Исследование работы биполярного транзистора в режиме ключа…………………………………………………………………………………….. 28   Лабораторная работа №6. Исследование логических интегральных микросхем на биполярных транзисторах……………………………………………………………… 33   Лабораторная работа №7. Исследование логических интегральных микросхем на полевых транзисторах……………………………………………………………………………….38   ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ   1. Подготовка к работе Подготовка к выполнению лабораторной работы включает в себя: а) ознакомление с описанием работы; б) изучение вопросов курса, указанных в описании, по одному из рекомендованных литературных источников и по конспекту лекций; в) подготовку заготовки отчета: титульный лист, п. 1 «Цель работы» и п. 4 Задание для работы в лаборатории. Выполнив указанные пункты, студент должен знать схемы исследования, предполагаемый вид графиков, которые предстоит снять экспериментально, и уметь ответить на контрольные вопросы. Предварительная подготовка заготовки отчета позволяет в процессе выполнения работы записывать показания приборов непосредственно в таблицы отчета и строить по ним графики. Титульный лист должен быть выполнен по следующей форме:   СибГУТИ Кафедра технической электроники   Отчет по лабораторной работе №   Название лабораторной работы   Составил: студент группы Фамилия И. О. Дата выполнения Проверил: должность преподавателя Фамилия И.О. Дата защиты   Так как заполнение таблиц бланка отчета производится в процессе выполнения работы, то оформление отчета включает в себя: построение графиков, расчет необходимых значений и выводы по работе. Оформление отчета производится в соответствии с разделом "Указания к составлению отчета", имеющимся в описании каждой лабораторной работы. При записи электрических величин (в таблицах, на осях координат и др.) кроме их обозначений необходимо написать единицы измерения, например: U_KЭ, В; I_K, мА; R1, Ом. При построении графиков следует выбирать масштабы по координатным осям, так чтобы наиболее полно использовать всю площадь графика - до 90 %. Цифры масштаба должны быть расставлены вдоль координатных осей через равные промежутки. На график необходимо наносить реальные значения величин (четко обозначенные точки), полученные в результате эксперимента. Результирующая кривая, построенная по этим точкам, должна иметь сглаженный характер и проходить через большинство точек, но необязательно через каждую точку. Общий вид кривой должен соответствовать теоретической характеристике исследуемого прибора. 2 Работа в программной среде EWB 5.0с Перед проведением работ следует ознакомиться с Методическими указаниями по работе с программой Electronic WorkBench, версия 5.0с.   Лабораторная работа №1. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С УПРАВЛЯЮЩИМ p-n ПЕРЕХОДОМ   1 Цель работы   Изучить принцип действия, характеристики и зависимость параметров от режима работы полевых транзисторов (ПТ) с управляющим p-n переходом.   2 Подготовка к работе   2.1 Изучить следующие вопросы курса: 2.1.1 Устройство, принцип действия и назначение ПТ с управляющим p-n переходом. 2.1.2 Схемы включения ПТ. 2.1.3 Статические характеристики. 2.1.4 Дифференциальные параметры ПТ и их определение по характеристикам. 2.1.5 Зависимость дифференциальных параметров от режима работы 2.1.6 Работа ПТ в качестве управляемого сопротивления.   2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы: 2.2.1 Объяснить устройство ПТ с p-n переходом. 2.2.2 Нарисовать обозначения ПТ разных типов. 2.2.3 Объяснить принцип действия ПТ с p-n переходом. 2.2.4 Нарисовать схемы для исследования статических характеристик полевых транзисторов различных типов с каналом p-типа и n -типа. 2.2.5 Нарисовать передаточные и выходные характеристики ПТ. 2.2.6 Объяснить определение дифференциальных параметров по статическим характеристикам ПТ и на переменном токе. 2.2.7 Нарисовать схемы для исследования параметров ПТ различных типов с каналами p-типа и n-типа. 2.2.8 Дать определение предельным эксплуатационным параметрам ПТ. 2.2.9 Пояснить влияние температуры на работу ПТ, его статические характеристики и параметры. 2.2.10 Пояснить работу ПТ в качестве управляемого сопротивления. 3. Литература 1 Игнатов А.Н. и др. Классическая электроника и наноэлектроника: Учебное пособие / М.: Флинта: Наука. 2009. Стр. 69-72, 76-86. 1 Игнатов А.Н. и др. Основы электроники: Учебное пособие /СибГУТИ.-Новосибирск, 2005. Стр.48-59. 2 Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Под редакцией Федорова Н.Д. -М: Радио и связь, 1998. Стр.146-156, 166-176, 184-185. 3 Электронные приборы. Под редакцией Шишкина Г.Г. -М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр. 205-224, 235-245 (выборочно). 4 Батушев В. А. Электронные приборы. -М.: Высшая школа, 1980. Стр. 183-211 (выборочно). 5 Дулин В. Н. Электронные приборы. -М.: Энергия, 1977. Стр. 342-357 (выборочно). 6 Савиных В.Л. Конспект лекций по ФОЭ. 2008. Электронная версия.   4 Задание для работы в лаборатории. 4.1 Для снятия статических характеристик ПТ собрать схему, показанную на рисунке 1. Тип ПТ выбрать в соответствии с вариантом (Приложение А.1). Этот же тип остается для всех последующих заданий. Полярность источников должна соответствовать включению ПТ с p-n переходом и каналом n -типа. Значение U_СИ установить 10 В. Рисунок 1 - Схема для снятия статических характеристик ПТ   4.2 Определить напряжение отсечки U_3ИО, т.е. напряжение U_3И, при котором ток стока снизится до 10 ± 5 мкА. Снять характеристику прямой передачи I_C=f(U_3И) для 7-8 значений, равномерно распределенных между U_3И= 0 В и U_3И= U_3ИО. Результаты измерений занести в таблицу 1. Таблица 1- ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В
IС , мА

4.3 Снять выходные характеристики транзистора I_C=f(U_СИ) при трех значениях напряжения U_ЗИ: U_{ЗИ 1}= 0, U_{ЗИ 2} » 0,25·U_ЗИО и U_{ЗИ 3}» 0,5·U_ЗИО. Результаты измерений внести в таблицу 2.

Таблица 2 - ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В	UСИ, В
UЗИ1 = 0	IС, мА
UЗИ2 = 0,25UЗИО
UЗИ3 = 0,5UЗИО

Примечание: U_ЗИ2 и U_ЗИ3 – записать конкретные значения напряжений.

4.4 Для измерения крутизны ПТ собрать схему, показанную на рисунке 2. В источнике G3 установить параметры U_ЗИ~=100 мВ, 1кГц. В амперметре установить режим измерения переменного тока – АС.

Рисунок 2 - Схема для измерения крутизны ПТ.

Рисунок 3 - Схема для измерения внутреннего сопротивления ПТ.

Снять зависимость изменения крутизны от напряжения на затворе S=f(U_ЗИ). Значения U_ЗИ – как в таблице 1. Результаты занести в таблицу 3. Вычислить значение крутизны по формуле S = I_C~ /U_ЗИ~

Таблица 3 - ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В
IС~ , мА
S, мА/В

4.5 Для измерения внутреннего сопротивления ПТ собрать схему, показанную на рисунке 3. В источнике G3 оставить параметры U_CИ~=100 мВ, 1 кГц. Снять зависимость внутреннего сопротивления ПТ от напряжения на затворе R_i =f(U_ЗИ). Для того же диапазона U_ЗИ, что и в п. 4.2, измерить величину переменной составляющей тока стока. Результаты занести в таблицу 4. Вычислить значения внутреннего сопротивления по формуле R_i = U_CИ~/I_C~

Таблица 4 - ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В
IС~ , мкА
Ri, кОм

4.6 Для измерения сопротивления канала от напряжения на затворе на переменном токе собрать схему, показанную на рисунке 4. В источнике G2 оставить параметры U_CИ~=100 мВ, 1 кГц. Для того же диапазона U_ЗИ, что и в п. 4.2, измерить величину переменной составляющей тока стока I_С~. Результаты занести в таблицу 5. Вычислить значения сопротивления канала по формуле R_СИ = U_СИ~ /I_С~.

По данным таблицы 3 вычислить значения 1/S и сравнить эти величины с результатами R_СИ.

Рисунок 4 - Схема для измерения сопротивления канала ПТ

Таблица 5 - ПТ (указать по варианту)

UЗИ, В
IС ~, мкА
RСИ, кОм
1/S, кОм

Дата добавления: 2015-05-06