УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра Электроники

ЭЛЕКТРОНИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ТАШКЕНТ 2008

УДК 621.385.1

Арипов Х.К., Алимова Н.Б., Бустанов Х.Х.

Электроника. Методические указания к лабораторным работам. ТУИТ, 2008.

В методических указаниях к лабораторным работам описаны методы проведения измерений параметров и характеристик полупроводниковых приборов и определения параметров из линейных и нелинейных моделей.

^© Ташкентский университет информационных технологий

Лабораторная работа № 1

Измерительный практикум

1. Задачи лабораторного практикума

В процессе подготовки и выполнения лабораторной работы, её выполнения, оформления отчета и подготовки к защитному занятию студент должен усвоить материал, сгруппированный по пунктам в следующие темы.

1.1. Общие сведения об исследуемом электронном приборе (ЭП):

- назначение и область применения ЭП;

- название и назначение электродов ЭП;

- графическое условное обозначение ЭП;

- система обозначений ЭП;

- порядок величин основных параметров ЭП.

1.2. Измерительная схема:

- токопрохождение в различных цепях схемы;

- назначение измерительных приборов;

- порядок включения и выключения схемы;

- способы регулировки рабочего режима.

1.3. Методика проведения измерений:

- порядок снятия характеристик;

- предельные эксплуатационные значения параметров рабочего режима при снятии характеристик;

- методика экспериментального определения параметров ЭП;

- методика экспериментального определения параметров электричес-кой модели ЭП.

1.4. Теоретические вопросы:

- принцип работы исследуемого ЭП;

- схема включения исследуемого ЭП; полярности источников питания, направления токов, цепи токов электродов и их составляющих, взаимосвязь токов;

- объяснение статических характеристик ЭП и других эксперимен-тальных зависимостей;

- объяснение физического смысла электрической модели, параметров, методики их экспериментального и графического определения и зависимости параметров модели от напряжений на электродах;

- объяснение осциллограмм;

- физическое объяснение предельных параметров исследуемого ЭП.

Практически все пункты 1.1-1.3 являются содержанием домашнего задания до выполнения лабораторной работы и находят отражение в описаниях конкретных работ. Если перед началом работы или в процессе её выполнения будет выявлена неподготовленность студента по этим вопросам, то он к работе не допускается или отстраняется от её выполнения. Задание пунктов темы 1.4 проверяется на защитном занятии.

Вопросы по пунктам темы 1.2, связанные с измерительными схемами и методикой измерений, рассмотрены далее в разделе «Описание универсального лабораторного стенда (УЛС)».

Необходимые для оформления отчетов сведения по теме 1.1 следует брать из справочника.

2. Описание универсального лабораторного стенда

Универсальный лабораторный стенд (УЛС) является лабораторной установкой, предназначенной для исследования полупроводниковых приборов. Стенд относится к основному оборудованию лаборатории «Электроника» и дает возможность фронтальным способом выполнять 25 лабораторных работ.

УЛС в конструктивном отношении представляет собой базовый модуль и лабораторный модуль (рис. 1.1)

Рис. 1.1. Общий вид УЛС.

Основной модуль состоит из двух источников питания (Е1 и Е2), двух мультиметров и генератора низких частот. Источники питания Е1 и Е2 являются регулируемыми, значения которых могут изменяться от нуля до максимального значения рабочих параметров исследуемого электронного прибора (рис. 1.2).

Рис. 1.2.. Основной модуль УЛС.

Лабораторный модуль состоит из двух мультиметров, двух регулируемых источников, двух нерегулируемых источников: двухполярный Е3 (+15В и -15В) и однополярный Е4 (+5В), генераторов низкой частоты и импульса, гнезд в специальном коммутационном поле которые служат для подключения электродов исследуемых электронных приборов и микросхем.

Рис. 1.3. Лабораторный модуль УЛС.

Амплитуда генератора низкочастотного синусоидального напряжения является регулируемой и сигнал к исследуемому электронному прибору или интегральной схеме выдается из трех его выводов в соотношению (1:1, 1:10, 1:100) по отношении к общей точке.

Генератор импульсов выдает последовательность однополярных регулируемых импульсов и пилообразных сигналов.

На рис. 1.3 показано коммутационно поле для сборки схемы измерений. Оно позволяет проводить исследования как отдельных полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и т.д.) смонтированных на специальной панельке, так и интегральных микросхем помещаемых в специальный разъем с нулевым усилением сопряжения.

В ряде лабораторных работ для изучения формы сигналов используют осциллограф, внешний вид которого показан на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Вид передней панели осциллографа.

Перед началом сборки схем измерения, с целью обезопасить измерительные приборы (вольтметр, амперметр) и источники питания (Е1 и Е2) от перегрузок регулировочные ручки нужно установить в крайне левое положение (против часовой стрелки).

Лабораторная работа № 2

Исследование характеристик и параметров

полупроводниковых германиевого и кремниевого диодов

Цель работы: Исследовать основные характеристики и параметры полупроводниковых диодов (ПД), влияние на них температуры окружающей среды.

1. Подготовка к лабораторной работе:

1.1. ПД - это электронный прибор, представляющий собой контакт двух полупроводников с разным типом проводимости n и р и обладающий односторонней проводимостью. ВАХ ПД представлены на рис. 2.1. Здесь 1 - теоретическая характеристика, 2 - характеристика реального прибора (она учитывает сопротивления объемов полупроводниковой структуры ПД и сопротивления внешних контактов, влияние дополнительного разогрева ПД мощностью, выделяемой в ПД при протекании через него тока, и т.п.).

1.2.

Рис. 2.1.

Примерный вид ВАХ реального ПД показан на рис. 1.1. Пунктиром дана идеализированная ВАХ, соответствующая уравнению:

(2.1)

при Т = 300К, U_Т = 26 мВ.

Характеристики отражают основное свойство ПД. В открытом состоянии через ПД протекает значительный прямой ток (I_ПР>0); это состояние обеспечивается подачей на ПД прямого напряжения U_ПР:

В закрытом состоянии через ПД протекает весьма незначительный обратный ток I_ОБР>0 (I<0), величина которого у германиевых ПД имеет порядок 10^-5 – 10^-6А, а у кремниевых 10^-9 – 10^-12А. Закрытое состояние ПД обеспечивается подачей на него обратного напряжения U_ОБР:

Из рисунка 2.1 видно, что прямая ветвь ВАХ реального ПД сдвинута относительно теоретической характеристики в область более высоких прямых напряжений с резко выраженной величиной порогового напряжения U_ПОР, т.е. напряжения, при котором возникает заметный прямой ток. У германиевых ПД величина U_ПОР ≈ 0,25 - 0,4 В, у кремниевых ПД - U_ПОР ≈ 0,65 - 0,8 В. Наклон прямой ветви ВАХ при U ≥ U_ПОР определяется в основном сопротивлением базовой области диода .

Влияние температуры окружающей среды на ВАХ ПД иллюстрирует рис. 2.2. При возрастании температуры увеличиваются прямой и обратный токи.

Рис. 2.2.

Основными параметрами ПД, учитывающими влияние температуры являются:

Температурный коэффициент напряжения α_t

(2.2)

и температура t*, соответствующая изменению обратного тока в е раз:

(2.3)

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Перед выполнением лабораторной работы нужно ознакомиться со схемой (рис. 2.3), методами измерений, используемыми измерительными приборами.

Рис. 2.3.

2.2. Снять прямую ветвь ВАХ I=f(U) ПД (рис. 2.1). Эксперимент выполнить для двух ПД - германиевого и кремниевого.

Рекомендации для выполнения эксперимента:

Прямой ток I_ПР ПД очень сильно зависит от напряжения (рис. 2.1), поэтому для ограничения тока I ≤ I_ОБР последовательно с ПД необходимо включить ограничительный резистор R=560 Ом (рис. 2.3). Практически ВАХ ПД удобно снимать, устанавливая необходимую величину тока I_ПР ПД и фиксируя соответствующее этому току напряжение U_ПР.

При эксперименте зафиксировать величину порогового напряжения U_ПОР (при ).

Результаты измерений занести в таблицу протокола и построить график полученной зависимости I_ПР=f(U_ПР).

2.3. Снять обратную ветвь ВАХ ПД I_ОБР=f(U_ОБР) для германиевого ПД (рис.2.1).

Рекомендации для выполнения эксперимента:

Обратный ток ПД слабо зависит от U_ОБР (рис. 2.1), поэтому целесообразно снимать обратную ветвь ВАХ, устанавливая напряжения U_ОБР в интервале от 0 до U_{ОБР.ДОП} и измеряя соответствующие этим напряжениям значения тока, следует иметь в виду, что наиболее сильно ток изменяется в интервале от U=0 до U_ОБР = -1В.

Результаты измерений занести в таблицу протокола и построить график полученной зависимости I_ОБР=f(U_ОБР).

3. Обработка результатов измерений:

3.1. Обработка результатов измерений, выполненных в п. 2.2.

На графиках экспериментальных ВАХ германиевого и кремниевого ПД построить соответствующие теоретические характеристики, рассчитанные по формуле 2.1.

Величины теплового тока I₀ определите с помощью формулы 2.1 в точке U_ПР= U_ПОР, I_ПР=500 мкА, считая, что в данной точке теоретические и экспериментальные зависимости совпадают.

Определить по экспериментальным ВАХ при I_ПР=10 мА значения дифференциального сопротивления и сопротивления постоянному току для германиевого и кремниевого ПД.

3.2.Обработка результатов измерений выполненных в п.2.3 и 2.4:

Пользуясь экспериментальной ВАХ германиевого ПД (п.2.3), определить при U_ПР = 10 В дифференциальное сопротивление и сопротивление постоянному току .

4. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;

3. результаты расчетов и построения;

4. анализ результатов измерений и расчетов.

5. Контрольные вопросы.

1. Какова физическая природа тока насыщения I₀ ?

2. Напишите уравнение ВАХ идеализированного диода и объясните физический смысл величин ?

3. Как зависит ширина р-n перехода от величины и полярности приложенного напряжения ?

4. Нарисуйте схему электрической модели диода, назовите её элементы и параметры.

5. В чем состоит отличие ВАХ германиевых и кремниевых диодов при прочих равных условиях и чем это объясняется ?

6. Как экспериментально определить параметры электрической модели диода ?

Лабораторная работа № 3

Исследование характеристики и параметров стабилитрона

Цель работы: Изучение принципов действия, вольт - амперных характеристик (ВАХ) и параметров, влияния температуры на характеристики и параметры полупроводникового стабилитрона.

1. Подготовка к лабораторной работе:

1.1. ВАХ полупроводникового стабилитрона показана на рис. 3.1 а, а его обозначение в электрических схемах на рис. 3.1. б.

1.2.

Рис. 3.1.

Рабочий участок обратной ветви при значениях обратного напряжения U_ct.min-U_ct.max соответствует электрическому (обычно лавинному) пробою. В режиме пробоя небольшое изменение обратного напряжения вызывает сильное возрастание обратного тока.

1.3. В режиме стабилизации напряжения ВАХ стабилитрона описывается линейной функцией:

(3.1)

где R_Д – дифференциальное сопротивление диода в режиме стабилизации напряжения, U_Б – пороговое значение напряжения.

1.4. Перечень некоторых электрических параметров стабилитронов общего назначения:

U_ст – напряжение стабилизации;

U_ст – временная нестабильность напряжения стабилизации;

U_тўғ – постоянное прямое напряжение стабилитрона;

I_ст,мин – минимально допустимый постоянный ток стабилизации;

I_ст,_мах – максимально допустимый постоянный ток стабилизации;

I_тўғ,_макс – максимально допустимый постоянный прямой ток стабилитрона;

Р_макс – максимально допустимая рассеиваемая мощность стабилитрона;

r_ст – дифференциальное сопротивление при заданном (I^*c);

_ст – температурный коэффициент напряжения стабилизации.

(3.2)

Имеются следующие группы стабилитронов: общего назначения; термокомпенсированные прецизионные; импульсные; двуханодные; стабисторы.

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Перед выполнением лабораторной работы нужно ознакомиться со схемой (рис. 3.2), методами измерений, используемыми измерительными приборами.

2.2. Снять ВАХ I_СТ=f(U_СТ ) стабилитрона (рис. 3.1. а).

Рис. 3.2.

Рекомендации для выполнения эксперимента:

Соберите схему для измерения ВАХ стабилитрона и выполните измерения в пределах допустимой точности.

Выполните обработку результатов измерений и определите значения параметров аппроксимирующей функции.

3. Обработка результатов измерений:

3.1. Из паспорта стабилитрона выписать его тип и основные параметры (минимальный и максимальный ток стабилизации I_cт,мин и I_cт,мах); среднее значение напряжения стабилизации (U_CТ); дифференциальное сопротивление (R_Д,CТ) и т.д.).

3.2. Пользуясь максимально допустимыми значениями стабилитрона, определите область изменения значения источника питания схемы и предельные значения измерительных приборов (амперметра и вольтметра).

3.3. Для ограничения максимального значения тока стабилитрона в схему последовательно включают резистор R_Б (рис. 3.2). Значение резистора должно соответствовать условию:

где Е1 – максимальное значение регулируемого напряжения питания.

3.4. Заготовить таблицу 3.1. для измерений.

Таблица 3.1.

IСТ ,мA	IСT.MIN	ICT.MAX
UСТ, B

3.5. Выполните измерения, заполнимте таблицу 3.1 и постройте ВАХ стабилитрона.

3.6. Аппроксимируйте линейной функцией (3.1) ВАХ стабилитрона в режиме стабилизации напряжения.

4. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;

3. анализ результатов измерений и расчетов.

5. Контрольные вопросы.

1. Назовите основные виды пробоев р-n перехода.

2. Какой вид пробоя используется в стабилитронах ?

3. Нарисуйте ВАХ стабилитрона. Расскажите, какие физические процессы определяют форму характеристики на разных участках ?

4. Назовите основные электрические параметры стабилитрона и объясните их физический смысл.

5. Почему в качестве исходного материала для стабилитронов используется кремний, а не германий ?

6. Чем ограничена величина наибольшего тока стабилизации ?

7. Нарисуйте схему для снятия ВАХ стабилитрона.

Лабораторная работа № 4

Исследование статических ВАХ БТ в схеме включения с ОБ

Цель работы: Исследовать основные статические характеристики и параметры биполярных транзисторов в схеме включения с ОБ, познакомиться с методикой измерения характеристик и обработкой экспериментальных данных.

1. Подготовка к лабораторной работе:

Статическими характеристиками транзистора называются связи между токами и напряжениями, представленные в графической форме. В схеме с общей базой в качестве независимых переменных выбирают ток базы I_Э и напряжение коллектор-эмиттер U_КБ, тогда:

(4.1)

В графической форме функции двух переменных изображают в виде семейств характеристик.

Семейство входных характеристик БТ показано на рис. 4.1. а, а семейство выходных характеристик – на рис. 4.1. б. Каждая из характеристик представляется зависимостью

, при (4.2)

, при (4.3)

а) б)

Рис. 4.1.

При работе с сигналами малой амплитуды I_Эm , U_ЭБm , I_Km , U_КБm нелинейные зависимости (4.1–4.3) в окрестности произвольной рабочей точки, задаваемой значениями I_Э (0) и U_ЭБ (0), могут быть линеаризированы, например с использованием h- параметров транзистора:

(4.4)

где , при

, при

, при (4.5)

, при

h - параметры в соответствии с формулами (4.5) можно определить с помощью семейств характеристик (h_11Б и h_12Б - по семейству входных, а h_21Б и h_22Б - по семейству выходных характеристик).

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Провести подготовку к эксперименту:

Ознакомиться со структурой и предельными параметрами транзистора, данные транзистора занести в протокол; заготовить таблицы для измерений.

Таблица 4.1

Входные и управляющие характеристики

ЕЭ	В
UБЭ	В
IЭ	мА
IK	мА

Таблица 4.2

Выходные характеристики транзистора

IЭ, мА
	UКБ	В
	IK	мА
	UКБ	В
	IK	мА
	UКБ	В
	IK	мА
и т.д.

Собрать схему для измерений (рис. 4.2), схема цоколевки транзистора представлена на рис. 4.3. Сопротивление резистора R₁= (270–510 ) Oм и R₂= (510–1000 ) Oм.

Рис. 4.2.

Рис. 4.3.

2.2. Снять входную и управляющие характеристики транзистора при постоянном напряжении U_КБ = 5В. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 4.1.

2.3. Снять семейство выходных характеристик:

Семейство выходных характеристик снимать, начиная от тока эмиттера I_Э = 0 мА и далее с шагом 4 мА. Ток коллектора при этом не должен превышать допустимого значения; шаг изменения напряжения U_КБ должен быть выбран так, чтобы в активном режиме (U_КБ >0) снять 3-5 точек и (U_КБ <0) режимы насыщения - 2-3 точки.

3. Обработка результатов эксперимента:

3.1. Построить на графиках входную и управляющую характеристики, а также семейство выходных характеристик.

В точке U_КБ =5 В, I_Э = 8 мА определить параметры транзистора

, ,

3.2. Построить выходную характеристику при токе эмиттера, равном 8 мА. Провести ее линейно - кусочную аппроксимацию и определить U_КБ.НАС , I_К.НАС , r_К.НАС , r_К..

4. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;

3. результаты расчетов.

5. Контрольные вопросы.

1. Поясните принцип работы БТ в схеме включения с ОБ, функции эмиттерного и коллекторного р-n перехода, области базы.

2. Назовите составляющие тока эмиттера и укажите его направление в транзисторах n-p-n и p-n-p.

3. Назовите составляющие тока базы и укажите его направление в транзисторах n-p-n и p-n-p.

4. Что такое токи I_КБ0 и I_КЭ0 ? Движением каких носителей они определяются?

5. Укажите на семейство выходных характеристик БТ в схеме ОБ активную область, области отсечки и насыщения.

6. Нарисуйте идеализированную электрическую модель БТ и объясните физическую смысл его параметров.

7. Что такое инверсный режим БТ ?

Лабораторная работа № 5

Исследование статических ВАХ БТ в схеме включения с ОЭ

Цель работы: Исследовать основные статические характеристики и параметры биполярных транзисторов в схеме включения с ОЭ, познакомиться с методикой измерения характеристик и обработкой экспериментальных данных.

1. Подготовка к лабораторной работе:

Статическими характеристиками транзистора называются связи между токами и напряжениями, представленные в графической форме. В схеме с общим эмиттером в качестве независимых переменных выбирают ток базы I_Б и напряжение коллектор-эмиттер U_КЭ, тогда:

(5.1)

В графической форме функции двух переменных изображают в виде семейств характеристик.

Семейство входных характеристик БТ показано на рис. 5.1. а, а семейство выходных характеристик – на рис. 5.1. б. Каждая из характеристик представляется зависимостью

, при (5.2)

, при (5.3)

Рис. 5.1.

При работе с сигналами малой амплитуды I_Бm , U_БЭm , I_Km , U_КЭm нелинейные зависимости (5.1–5.3) в окрестности произвольной рабочей точки, задаваемой значениями I_Б (0) и U_БЭ (0), могут быть линеаризированы, например с использованием h- параметров транзистора:

(5.4)

где , при

, при

, при (5.5)

, при

h - параметры в соответствии с формулами (4.5) можно определить с помощью семейств характеристик (h_11Э и h_12Э - по семейству входных, а h_21Э и h_22Э - по семейству выходных характеристик).

В практических расчетах часто используется и кусочно-линейная аппроксимация статических характеристик БТ см. рис.5.2.

а) б)

Рис. 5.2.

Для аппроксимированных входных характеристик имеем

(5.6)

а для выходных

(5.7)

В формулах 5.6 и 5.7

U_ПОР - пороговое напряжение эмиттерного перехода,

- усредненное входное сопротивление транзистора (),

- выходное сопротивление транзистора в режиме насыщения (в начальной области).

, при и (5.8)

- усредненное выходное сопротивление транзистора в активном режиме.

при и 5.9)

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Провести подготовку к эксперименту:

Ознакомиться со структурой и предельными параметрами транзистора, данные транзистора занести в протокол; заготовить таблицы для измерений.

Таблица 5.1

Входные и управляющие характеристики

ЕБ	В
UБЭ	В
IБ	мкА
IK	мА

Таблица 5.2

Выходные характеристики транзистора

IБ, мкА
	UКЭ	В
	IK	мА
	UКЭ	В
	IK	мА
	UКЭ	В
	IK	мА
и т.д.

Собрать схему для измерений (рис. 5.2), схема цоколевки транзистора представлена на рис. 5.3. Сопротивление резистора R₁= (5–10 ) кOм и R₂= (510–1000 ) Oм.

Рис. 5.2.

Рис. 5.3.

2.2. Снять входную и управляющие характеристики транзистора при постоянном напряжении U_КЭ = 5 В. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 5.1.

2.3. Снять семейство выходных характеристик:

Семейство выходных характеристик снимать начиная от тока базы I_Б =0мкА и далее с шагом 50 мкА. Ток коллектора при этом не должен превышать допустимого значения; шаг изменения напряжения U_КЭ должен быть выбран так, чтобы в активном режиме (U_КЭ>U_БЭ) снять 3-5 точек и в режиме насыщения (U_КЭ<U_БЭ) - 2-3 точки.

3. Обработка результатов эксперимента:

3.1. Построить на графиках входную и управляющую характеристики, а также семейство выходных характеристик.

В точке U_КЭ =5 В, I_Б =100мкА определить параметры транзистора

, ,

3.2. Построить выходную характеристику при токе базы, равном 100 мкА. Провести ее линейно-кусочную аппроксимацию и определить U_КЭ.НАС , I_К.НАС, r_К.НАС , r_К..

4. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;

3. результаты расчетов.

5. Контрольные вопросы.

1. Поясните принцип работы БТ в схеме включения с ОЭ, функции эмиттерного и коллекторного р-n перехода, области базы.

2. Назовите составляющие тока эмиттера и укажите его направление в транзисторах n-p-n и p-n-p.

3. Назовите составляющие тока базы и укажите его направление в транзисторах n-p-n и p-n-p.

4. Что такое токи I_КБ0 и I_КЭ0 ? Движением каких носителей они определяются?

5. Укажите на семейство выходных характеристик БТ в схеме ОБ активную область, области отсечки и насыщения.

6. Нарисуйте идеализированную электрическую модель БТ и объясните физическую смысл его параметров.

7. Что такое инверсный режим БТ ?

Лабораторная работа № 6

Исследование статических характеристик полевого транзистора

Цель работы: Изучить статические характеристики и дифференциальные параметры полевого транзистора, исследовать влияние температуры на работу транзистора.

1. Подготовка к лабораторной работе

В лабораторной работе исследуется полевой транзистор с каналом р-типа, устройство которого и условное обозначение показаны на рис. 6.1.

а) б)

Рис. 6.1.

Управление током стока осуществляется путем подачи на затвор, т.е. на управляющий р-n-переход, обратного напряжения U_ЗИ>0. При увеличении запирающего напряжения U_ЗИ увеличивается ширина области объемного заряда. Соответственно уменьшается ширина канала, увеличивается его сопротивление R_K, а следовательно, уменьшается ток стока I_С при заданном напряжении между стоком и истоком U_СИ. В качестве иллюстрации управляющая характеристика I_C =f (U_ЗИ) приведена на рис 6.2.

Рис. 6.2.

Напряжение на затворе, при котором области объемного заряда управляющего р-n-перехода и р-n-перехода подложка-канал смыкаются, и ток стока I_C становится равным нуля, называется пороговым напряжением U_ПОР.

Управляющую характеристику полевого транзистора в режиме насыщения удобно аппроксимировать зависимостью

, (6.1)

где I_{C max} - начальный ток стока, соответствующий U_ЗИ = 0.

По управляющей характеристике (рис. 6.2) может быть рассчитана крутизна транзистора .

При использовании аппроксимации (5.1) выражение для крутизны имеет вид

, (6.2)

Семейство выходных характеристик полевого транзистора показано на рис. 6.3. Начальный участок характеристик (U_СИ<U_СИ.НАС) соответствует линейному режиму. В этом режиме канал существует на всем промежутке исток-исток, поэтому ток стока возрастает с ростом U_СИ по закону, близкому к линейному.

При U_СИ<U_СИ.НАС транзистор переходит в режим насыщения, в котором ток стока I_С слабо зависит от напряжения на стоке U_СИ. Напряжение насыщения U_СИ.НАС, являющееся границей двух режимов, зависит от напряжения на затворе U_ЗИ и рассчитывается по формуле: U_{СИ НАС} =U_ЗИ–U_ПОР. По выходным характеристикам (рис.6.3) может быть рассчитано выходное сопротивление

Рис. 6.3.

Оно велико в режиме насыщения, поэтому при использовании транзистора для целей усиления точка покоя схемы выбирается в этом режиме. Выходное сопротивление транзистора в линейном режиме зависит от напряжения на затворе U_ЗИ и приближенно может быть рассчитано как отношение напряжения U_СИ к току I_С в выбранной рабочей точке, или по формуле 6.3.

, (6.3)

где .

2. Задание на выполнение работы

2.1. Ознакомиться со схемой исследования (рис.6.4), измерительными приборами и паспортными данными полевого транзистора КП103, исследуемого в работе (см.прил. П5).

Зарисовать цоколевку и записать в протокол предельно допустимые параметры U_{СИ ДОП}, I_{С ДОП}, P_ДОП исследуемого транзистора. Собрать схему для риc.6.4.

Рис. 6.4.

2.2. Снять две управляющие характеристики транзистора при напряжениях на стоке U_СИ=1/3U_СИ.ДОП и 2/3U_СИ.ДОП (U_СИ.ДОП -допустимое напряжение на стоке берется из паспортных данных). Результаты измерений занести в табл.6.1 и по ним построить семейство управляющих характеристик. В ходе эксперимента напряжение U_ЗИ следует изменять от 0 до порогового напряжения U_ПОР.

Таблица 6.1

UЗИ , В	IС , мА
	UСИ=1/3UСИ.ДОП	UСИ=2/3UСИ.ДОП

2.3. Снять семейство выходных характеристик I_С=f(U_СИ) при трех значениях напряжения на затворе U_ЗИ=0; 0,25U_ПОР; 0,5U_ПОР.

До проведения эксперимента следует построить в системе координат I_С – U_СИ область дозволенных режимов работы транзистора (рис.6.4).

Пояснение:

Для построения линии Р_С.ДОП произвольно выбирается несколько значений U_СИ в пределах от 0 до U_СИ.ДОП и в этих точках рассчитывается ток стока I_С=P_{С ДОП}/U_СИ.

Рис. 6.4.

Экспериментальные точки заносить в табл.6.2 и сразу же отмечать на заготовленном графике (рис.6.4). При этом необходимо следить, чтобы не выйти за область дозволенных режимов работы транзистора.

Таблица 6.2

UСИ, В	IС, мА
	UЗИ=0	UЗИ=0,25UПОР	UЗИ=0,5UПОР

2.4. Исследовать влияние температуры на статические характеристики транзистора. Поместив исследуемый транзистор в термостат и установив нужное значение температуры, снять две управляющие характеристики I_С=f(U_ЗИ) при напряжении на стоке U_СИ=1/3U_СИ.ДОП и температуре Т=40° и 80°С.

Результаты измерений занести в табл.6.3 и по ним построить две управлявшие характеристики I_С=f(U_ЗИ) при T=40° и 80° С.

Таблица 6.3

UЗИ, В	IС, мА
	T=40°	T=80°

3. Обработка результатов эксперимента.

3.1. Управляющие характеристики, снятые в п.2.2, аппроксимировать выражением (6.1). Результаты аппроксимации отразить на том же графике I_С=f(U_ЗИ).

3.2. Пользуясь управляющими характеристиками, определить крутизну транзистора

в следующей рабочей точке: U_СИ=1/3U_СИ.ДОП, U_ЗИ=0,5U_ПОР. Рассчитать S в этой же точке по формуле (6.2).

3.3. На семействе выходных характеристик, снятых в п.2.3, укажите границу между режимами линейным и насыщения, которая соответствует уравнению U_СИ.НАС=U_ЗИ – U_ПОР.

3.4. Пользуясь выходными характеристиками, определить выходное сопротивление транзистора в следующих рабочих точках:

- в режиме насыщения (U_СИ=1/3U_СИ.ДОП, U_ЗИ=0,25U_ПОР);

- в линейном режиме при U_СИ=0 и трех значениях U_ЗИ=0; 0,25U_ПОР; 0,5U_ПОР.

Результаты расчета занести в табл.6.4 и построить по ним для линейного режима зависимость r_ВЫХ от U_ЗИ.

Таблица 6.4

UЗИ,В	rВЫХ, кОм
	UСИ=1/3UСИ ДОП	UСИ=0
UЗИ=0
UЗИ=0,25UПОР
UЗИ=0,5UПОР

3.5. На управляющих характеристиках, снятых в п.2.4, найти координаты I_СТ и U_ЗИТ термостабильной точки, в которой пересекаются управляющие характеристики, снятые при разных температурах.

4. Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. справочные данные исследуемых транзисторов;

2. схему исследования;

3. таблицы и графики снятых зависимостей;

4. результаты аппроксимации управляющих характеристик, расчетов крутизны S и выходного сопротивления транзистора r_ВЫХ.

Контрольные вопросы.

1. Нарисуйте устройство и объясните принцип действия полевого транзистора с n-р затвором.

2. Назовите режимы работы полевого транзистора. При каких соотношениях напряжений на затворе и стоке транзистор работает в каждом режиме ?

3. Какая система дифференциальных параметров используется в полевых транзисторах и почему ?

4. Нарисуйте и объясните управляющую характеристику полевого транзистора с n-р затвором.

5. Нарисуйте и объясните семейство выходных характеристик полевого транзистора с n-р затвором. Почему в режиме насыщения ток стока слабо зависит от напряжения на стоке ?

6. Нарисуйте управляющие характеристики полевого транзистора с n-р затвором, снятые при разных температурах. Чем объясняется наличие термостабильной точки на этих характеристиках ?

Лабораторная работа № 7

Исследование статических характеристик МДП - транзисторов

Цель работы: Изучить особенности работы полевых транзисторов (ПТ) в ключевых схемах.

1. Подготовка к лабораторной работе

При выполнении данной работы обратите внимание на влияние величины сопротивления в цепи стока на вид передаточной характеристики. Разберитесь в причинах отличий передаточных характеристик при подключении в качестве квазилинейной нагрузки различных полевых транзисторов.

Обратите внимание, что для определений уровней логических сигналов используется передаточная характеристика ключа U_ВЫХ=f(U_ВХ) рис.7.1.

Рис. 7.1.

Уровни логического нуля U⁰ и логической единицы U¹ определяются пересечением передаточной характеристики и ее зеркального отражения (пунктир). Разность уровней U_Λ = U¹ – U⁰ называется размахом логических сигналов.

2. Задание на выполнение лабораторной работы.

2.1. Исследовать влияние сопротивления нагрузки на передаточную U_ВЫХ=f(U_ВХ) характеристику ключа на МДП - транзисторах.

Схема исследования ключа на МДП транзисторе со встроенным каналом n-типа приведена на рис.7.2. Питание схемы осуществляется от источника Е2 = 9 В. Входное напряжение U_ВХ подается от регулируемого источника питания Е1. Для измерения выходного напряжения U_ВЫХ и потребляемого тока используйте цифровые вольтметры. В качестве VТ1 возьмите один из транзисторов с каналом n-типа микросхемы К176ЛП1. Для удобства работы перенесите в протокол принципиальную схему микросхемы, приведенную в приложении и отметьте номера выводов.

Рис. 7.2.

Рекомендуется следующий порядок эксперимента:

- подключить в цепь стока МДП транзистора линейный резистор R1=51 кОм;

- установить напряжение источника питания Е2=9 В;

- изменяя входное напряжение от 0 до 9 В,снять зависимости U_ВЫХ=f(U_ВХ) и I_ПОР=f(U_ВХ);

- повторить измерения при двух значениях сопротивления резистора R=10кОм и 3,5 кОм;

- по результатам эксперимента построить графики зависимостей U_ВЫХ=f(U_ВХ).

3. Обработка результатов эксперимента.

3.1. Построить передаточные характеристики полученные в п.2.

3.2. Для каждого ключа определить уровни логических сигналов U⁰ и U¹ и размах _ΛU = U¹- U⁰. Полученные результаты свести в табл.7.1.

Таблица 7.1

Параметр Тип нагрузки	U^0, В	U^1, В	UΛ, В	Pср, мВ
С резистивной нагрузкой
Rн=51кОм
Rн=10кОм
Rн=3,5кОм

3.3. Рассчитать среднюю потребляемую от источника питания в состояниях логического нуля и логической единицы мощность

; .

4. Содержание отчета.

1. схемы исследований;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;

3. анализ полученных результатов.

5. Контрольные вопросы.

1. Объясните зависимости параметров ключа с резистивной нагрузкой от величины сопротивления нагрузки.

2. Почему ключ на КМОП-транзисторах практически не потребляет мощность от источника питания в статических состояниях?

Лабораторная работа № 8

Исследование оптрона

Цель работы: Изучить особенности работы и методики измерения параметров оптронов

1. Подготовка к лабораторной работе.

Оптроны являются основными структурными элементами оптоэлектроники - одного из современных направлений функциональной микроэлектроники.

Простейший диодный оптрон состоит из трех элементов (рис. 8.1): фотоизлучателя 1, световода 2 и фотоприемника 3, заключенных в светонепроницаемый герметичный корпус. При подаче на вход электрического сигнала возбуждается фотоизлучатель. Световой поток по световоду попадает в фотоприемник, в котором вырабатывается выходной электрический сигнал. Существенной особенностью оптрона является то, что его элементы связаны оптически, а электрически вход и выход изолированы друг от друга. Благодаря этому легко обеспечивается согласование высоковольтных и низковольтных, а также высокочастотных и низкочастотных цепей. Условное обозначение диодного оптрона приведено на рис.8.2, а его конструкция - на рис.8.3.

Рис. 8.1. Рис. 8.2.

Рис. 8.3.

1,2 - р и n области фотодиода; 3,4 - n и р области светодиода; 5 -световод на основе селенового стекла; 6,7 - контакты светодиода; 8,9 - контакты фотодиода.

В качестве фотоизлучателей оптронов получили распространение инфекционные светодиоды, в которых испускание света определяется механизмом рекомбинации электронов и дырок.

Известно, что физическое явление, лежащее в основе принципа действия светодиода, называется электролюминесценцией. Его сущность заключается в том, что в некоторых полупроводниковых материалах процесс рекомбинации электронов и дырок сопровождается излечением кванта света. Напомним, что в кремнии и германии энергия рекомбинирующих частиц рассеивается на колебаниях решетки (акустических фононах).

Для преобразования световых сигналов в электрические в основном используются фотодиоды (а также фоторезисторы, фототранзисторы и фототиристоры).

Фотодиод представляет собой обычный n-р-переход, чаще всего на основе кремния или германия, обратный ток которого определяется скоростью генерации носителей заряда порождаемых действием падающего света. Данное явление называется внутренним фотоэффектом.

Существуют два режима использования фотодиода: без внешнего питания - вентильный или фотовольтаический режим и с внешним питанием- фотодиодный режим. Фотодиоды, предназначенные для преобразования световой энергии в электрическую без внешнего питания, называют вентильными фотоэлементами. Возникновение фото-ЭДС U_Ф связано с разделением генерированных светом электронно-дырочных пар полем n-р-перехода. При этом происходит накопление дырок в р-области и электронов в n-области, за счет чего, на n-р-переходе создается добавочная разность потенциалов. Величина фото-ЭДС U_Ф зависит от уровня оптического сигнала Р_Ф и величины сопротивления нагрузки. Типичные выходные характеристики вентильного фотоэлемента приведены на рис.8.4.

Рис. 8.4. Рис. 8.5.

Необходимо иметь в виду, что в фотодиодном режиме за счет источника внешнего напряжение фототок I_Ф примерно равен току короткого замыкания вентильного элемента, а падение напряжения от фототока на нагрузке U_Ф при любом сопротивлении нагрузки больше по величине. Зависимости напряжения сигнала U_Ф от мощности оптического излечения Р_Ф для фотодиода (1) и вентильного элемента (2) при одинаковом сопротивлении нагрузки приведены на рис.8.5. Эффективность фотоэлектрического преобразования принято характеризовать вольт-ваттной S_U=U_Ф/Р_Ф и ампер-ваттной S_I=I_Ф/Р_Ф чувствительностью. Следует отметить, что дополнительным преимуществом фотодиодов является высокая линейность световых характеристик I_Ф, U_Ф=f(Р_Ф), позволяющая применять их в оптических линиях связи. Вентильные элементы в основном используются в качестве преобразователей энергии (солнечные батареи).

Eправление током с помощью света может быть получено и в биполярном транзисторе, причем с существенно большей чувствительностью, чем в фотодиодах, за счет усиления тока базы. Следует отметить, что оптическая генерация носителей в базе фототранзистора эквивалентна введению в базу носителей заряда от внешнего источника. В результате фототок транзистора усиливается в b раз по сравнений с фотодиодом, где b - статический коэффициент усиления тока базы фототранзистора.

Рис. 8.6.

Инерционность оптрона связана с процессами в светодиоде и приемнике излечения и описывается с помощью времен нарастания t_НP и спада t_СП выходного сигнала рис.8.6. (При подаче на вход прямоугольного импульса).

Можно выделить следующие основные параметры диодных оптронов:

максимальный входной ток I_{ВХ mах};

максимальное входное напряжение U_{ВХ mах};

максимальное выходное обратное напряжение U_{ВЫХ обр. mах}:

входное напряжение U_ВХ - постоянное входное напряжение, соответствующее заданному входному току;

выходной обратный темновой ток I_{ВЫХ обр. т}:

времена нарастания t_НP и спада t_СП выходного сигнала - интервалы времени, в течение которых выходной сигнал диодного оптрона изменяется в интервалах 0.1-0.9 и 0.9-0.1 от своего максимального значения (рис.8.6);

коэффициент передачи по току К_I - отношение приращения выходного тока к входному К_I = (I_ВЫХ-I_{ВЫХ обр т})/I_ВХ.

Предельные параметры и расположение выводов диодных оптронов, используемых в работе, приведены в приложении.

2. Задание на выполнение лабораторной работы.

Зарисовать принципиальную схему исследуемого оптрона и выписать предельные параметры.

2.1. Исследовать характеристики диодного оптрона.

2.1.1. Собрать схемы исследования рис.8.7. Остановить ограничители тока в источниках питания в соответствии с предельными параметрами оптрона.

2.1.2. Изменяя Е1, снять входную характеристику оптрона: I_ВХ=f(U_ВХ).

Принять I_ВХ= E1/R1, так как входное сопротивление светодиода много меньше R1.

Рис. 8.7.

Результаты измерений занести в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Е1, В

U_ВХ, В

I_ВХ=E1/R1, мА

2.1.3. Остановить Е2=0. Изменяя Е1, снять передаточною характеристику оптрона при использовании фотовольтаического режима I_ВЫХ=f(I_ВХ).

Результаты измерений занести в табл.8.2.

Таблица 8.2

Е1, В

U_ВХ, В

I_ВХ=E1/R1, мА

2.1.4. Установить Е2=5 В. Повторить измерения по п.2.1.3 для оптрона при использовании фотодиодного режима. Результаты измерений занести в табл.8.3, аналогичную 8.2.

Таблица 8.3

Е1, В

U_ВХ, В

I_ВХ=E1/R1, мА

2.1.5. Измерить времена нарастания t_НР и спада t_CП выходного тока оптрона.

Собрать схему исследования, изображенную на рис.8.8, включив в цепь светодиода генератор импульсов. Установить на выходе генератора амплитуду импульсов 5В с частотой следования примерно 1кГц. К измерительному резистору R2 через делитель напряжения 1:10 подключить осциллограф. (Другой канал осциллографа используйте для измерения амплитуды импульсов на выходе генератора). Установить Е2=5В и по осциллограмме выходного тока (пропорционального падению напряжения на R2) измерить времена нарастания t_НР и спада t_CП .

Установить Е2=0 и повторить измерение времен для фотовольтаического режима.

Рис. 8.8.

2.2. Исследовать характеристики транзисторного оптрона. Собрать схему рис.8.9, установить Е2=5 В.

Рис. 8.9.

(В этой схеме фотодиод оптрона и внешний транзистор имитируют фототранзистор).

Изменяя Е1, снять передаточною характеристика транзисторного оптрона I_ВЫХ=f(I_ВХ); принять I_ВХ=Е1/Р1 и I_ВЫХ=I_К. Результаты измерений занести в табл.9=8.4, аналогичную 8.2 и 8.3.

Таблица 8.4

Е1, В

U_ВХ, В

I_ВХ=E1/R1, мА

3. Обработка результатов эксперимента.

3.1. Построить входную характеристику оптрона и определить величину входного напряжения U_ВX, соответствующего I_ВХ=10 мА.

3.2. Построить передаточные характеристики оптрона в диодном и фотовольтаическом режимах и определить коэффициенты передачи тока K_I при I_ВХ=10 мА.

3.3. Рассчитать среднее время задержки распространения сигнала в диодном оптроне

.

3.4. Построить передаточную характеристику транзисторного оптрона и рассчитать коэффициент передачи тока К_I при I_ВХ=10мА.

4. Содержание отчета

1. предельные параметры и принципиальную схему исследуемого оптрона;

2. схемы измерений;

3. таблицы и графики снятых зависимостей;

4. рассчитанные значения параметров;

5 .осциллограммы токов и напряжений.

5. Контрольные вопросы.

1. Что такое внутренний фотоэффект?

2. Поясните процесс образования фототока диода. Какой параметр описывает эффективность данного процесса?

3. Почему чувствительность фототранзистора выше, чем фотодиода:

4. В чем причина инерционности фотодиодов?

5. В чем причины инерционности фототранзисторов?

6. Поясните принцип действия светодиода.

7. Почему оптроны используются для развязки электрических цепей?

Лабораторная работа № 9

Исследование усилительного каскада на БТ

Цель работы: Измерение параметров простейшего усилительного каскада на биполярном транзисторе при включении с общим эмиттером.

1. Подготовка к выполнению работы:

В работе исследуется простейший усилительный каскад на биполярном транзисторе при включении с общим эмиттером рис. 9.1.

Рис. 9.1.

Транзистор работает в активном режиме. Резисторы R_Б и R_K задают режим работы по постоянному току. При этом с помощью R_Б регулируется величина постоянной составляющей тока базы

, (9.1)

а следовательно и тока коллектора

, (9.2)

Резистор R_K предотвращает замыкание переменной составляющей тока коллектора через источник питания. Желательно иметь R_K>>R_Н. Одновременно величина R_K влияет на постоянную составляющую напряжения на коллекторе, т.к.

. (9.3)

При известных E_K и R_K рабочая точка транзистора по постоянному току может быть задана не двумя, а одним параметром, I_Б(0) или I_K(0)или U_КЭ(0). Для измерений удобнее использовать U_КЭ(0).

Для того, чтобы источник сигнала U_Г и нагрузка не влияли на режим работы транзистора по постоянному току, включены разделительные U_БЭ(0) конденсаторы С_Б и С_К имеющие в рабочем диапазоне частот малые сопротивления.

Для расчета основных параметров усилительного каскада могут быть использованы формулы:

; (9.4)

где ; .

При наличие резистора R_Э в цепи эмиттера, создающего отрицательную обратную связь,

; (9.5)

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Задание режима работы транзистора по постоянному току.

2.1.1. Собрать схему рис.9.2 (это часть схемы усилительного каскада рис.9.1, определяющего рабочую точку транзистора).

Установить:

Е₂ =10В

R_K =3,3к

R_Б =10-56к

Подключить вольтметры для измерения постоянных напряжений

, .

Рис. 9.2.

2.1.2. Изменяя величину Е₁ , выбрать рабочую точку транзистора так, чтобы (*).

Измерить напряжение рассчитать постоянные составляющие токов

базы (9.6)

и коллектора (9.7)

и статический коэффициент передачи тока базы

(9.8)

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 9.1.

Таблица 9.1.

UКЭ(0), В	2,5	5	7,5	Формула
Е1
UБЭ(0), В
IБ(0), мА				3.6
IК(0), мА				3.7
β				3.8

---------------------------------------------------------------------------------------

(*) В реальных схемах выбирают Е₁ = Е₂ и подбирают величину R_Б .

2.1.3. Повторить измерения и расчеты по п.2.1.2 для двух других рабочих точек = 0,25E₂ и = 0,75E₂.

2.2. Измерение основных параметров усилительного каскада.

2.2.1. Собрать схему рис. 9.3 (дополнить схему собранную в предыдущем пункте).

2.2.2. Установить рабочую точку U_КЭ(0) = 0,5Е₂ (см. п. 2.1.2).

2.2.3. Перевести вольтметры в режим измерения переменных напряжений. Подключить ко входу и выходу Схемы осциллограф. Подать от генератора сигналов синусоидальное напряжение с частотой f=1000Гц и
амплитудой U_Гm, такой величины чтобы получить на выходе переменное напряжение с амплитудой U_ВЫХ.m = U_КЭm =1–2B.

Рис. 9.3.

С помощью осциллографа убедиться в отсутствии искажений сигнала. Убедиться, что усилительный каскад инвертирует фазу выходного напряжения относительно входного. Измерить амплитуды переменных
напряжений на входе U_ВХ.m=U_БЭm, на выходе U_ВЫХ.m=U_КЭm и (переключив вольтметр) на выходе генератора U_Гm.

Результаты измерений занести в таблицу 9.2.

2.2.4. Рассчитать амплитуды переменных составляющих входного

, (9.9)

и выходного токов

, (9.10)

а также переменной составляющей тока коллектора

. (9.11)

Рассчитать измеренные значения коэффициентов усиления по напряжению

, (9.12)

по току

, (9.13)

входного сопротивления

, (9.14)

и дифференциального коэффициента передачи тока базы

. (9.15)

Результаты занести в таблицу 9.2.

Таблица 9.2.

UКЭ(0), В	0,25 Е2	0,5 Е2	0,75 Е2	Формула
UГm
UВХ.m
UВЫХ.m
IВХ.m				9.9
IВЫХ.m				9.10
IК.m				9.11
КI				9.13
h21Э				9.15
RВХ, кОм				измер. 9.14
				расч. 9.4
КU				измер. 9.12
				расч. 9.2

2.2.5. Использовав измеренное значение для дифференциального коэффициента передачи тока базы , рассчитать и занести в таблицу 9.2. теоретические значения коэффициента усиления по напряжению (9.2) и входного сопротивления (9.1). (Принять r’_Б = 100 Ом).

2.2.6. Повторить измерения и расчеты по пунктам 2.2.2-2.2.5для двух других рабочих точек U_КЭ(0) = 0,25Е₂ и U_КЭ(0) = 0,75 Е₂.

2.2.7. Построить график зависимостей (по трем точкам)

и

Построить теоретические и экспериментально измеренные зависимости

Значения I_K(0), соответствующие напряжениям U_КЭ(0), взять из таблицы 9.1

2.3. Анализ влияния внешней нагрузки на работу усилительного каскада.

Пользуясь результатами измерений по п.2.2.2-2.2.4 и формулами. 9.2 и 9.4 рассчитать значения коэффициентов усиления по напряжению К_U при R_H= 0,1; 1; 3,3; 4,7; 10 кОм. Построить график зависимости .

3. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики полученных результатов;

3. результаты расчетов.

4. Контрольные вопросы

1. Объясните принцип работы простейшего усилителя на БТ.

2. Какие параметры определяют рабочую точку простейшего усилителя на БТ ?

3. Приведите дифференциальные параметры усилителя. Как определяются эти параметры экспериментально ?

4. От каких параметров схемы зависит входное и выходные сопротивления простейшего усилителя на низких частотах ?

5. От каких параметров зависят коэффициент усиления по току, напряжению и мощности простейшего усилителя на БТ ?

6. Почему в простейших усилителях на БТ в цепь эмиттера подключают резистор R_Э ?

ПРИЛОЖЕНИЕ

справочные данные исследуемых в лаборатории электронных приборов

П1. Выпрямительные, импульсные и высокочастотные диоды

Тип диода	Структура	Iпр доп, мА	Uобр доп, В	fmax, кГц	t восст, мкс
D2 Е	Ge, точечный	16	50		3
D2 Ж	Ge, точечный	8	150		3
D7 Г	Ge, сплавной	300	200	2,4
D7 Ж	Ge, сплавной	300	400	2,4
D9 Е	Ge, точечный	20	30		3
D104	Si, микросплавной	30	100	150	0,5
D226	Si, сплавной	300	200	1,0
KD503 A	Si, эпитаксиально-планарный	20	30		0,01
D312	Ge, диффузионный	50	75		0,7

П2. Стабилитроны и стабисторы

Тип диода	Структура	Uст, В	Icм min, мА	Icм max, мА	rD, Ом
D814 Б	Si, сплавной	8...9,5	3	36	10
D814 D	Si, сплавной	11,5...14,0	3	24	18
КС156 Т	Si, диффузионно-сплавной	5,6	1	22,4	100
D219 C	Si, микросплавной стабистор	0,57	1	50
KC113 A	Si, диффузионно-сплавной стабистор	1,17...1,8	1	100	80

П3. Биполярные транзисторы

Тип тран-ра	Структура	h21Э	fh21Э(fT), МГц	Iк доп, мА	Uкэ доп, В	Рк доп, мВт	tк, мкс	Ск(10В), пФ
МП37Б	n-р-n, Ge, сплавной	20-50	1,0	20	15	150		40
МП39Б	р-n-р, Ge, сплавной	20-50	0,5 1,5	20	20	150		40
КТ315Б	n-р-n, Si, эпитаксиально-планарный	50-350	(250)	100	20	150	0,5	7
КТ361Б	р-n-р, Si, эпитаксиально-планарный	50-350	(250)	50	20	150	0,5	9

(ТР 2) МП 37, МП 39 (ТР 27) КТ 315, КТ 361

П4. Полевые транзисторы

Тип транзистора	Структура	Ic доп (Ic нач)	Uси доп, В	Рс доп, мВт	Сзи, пФ	Сзс, пФ	Сси, пФ	rк, Ом	Uотс, В
КП103И	n-р-переходный р-канальный	(0,8-1,8)	12	21	20	8	-	30	0,8-3
КП103Е	n-р-переходный р-канальный	(0,4-1,5)	10	7	20	8	-	50	0,4-1,5
КП103М	n-р-переходный р-канальный	(5-7,5)	10	120	20	8	-	60	3-5
КП301Б	р-МОП, индуцированный канал	15	20	200	3,5	1	3,5	100	-4
КП305Д	n-МОП, встроенный канал	15	15	150	5	0,8	5	80	-6

(ТР 67) КП 103 (ТР 69) КП 305 (ТР 71) КП 301

К176ЛП1 Универсальный логический элемент КМОП-структуры (при соответствующей коммутации может быть использован в качестве трех элементов НЕ, элемента НЕ с большим коэффициентом разветвления, элемента 3И-НЕ, элемента 3ИЛИ-НЕ и триггерной ячейки).

Основные электрические параметры:

- напряжение питания U_П=9В+5%,

- уровни логических сигналов U⁰_ВЫХ £ 0,3 В; U¹_ВЫХ ³ 8,2 В;

- потребляемый ток, не более 0,3 мА;

- среднее время задержки распространения £ 200 нс.

- работоспособность сохраняется при уменьшении напряжения питания до5В

- допустимый диапазон входных сигналов (0 - U_П).

ЛИТЕРАТУРА

1. А.Г. Морозов. Электротехника, электроника и импульсная техника. – М.: Высшая школа, 1987.

2. А.Г, Алексенко, И.И. Шагурин. Микросхемотехника. – М.: Радио и связь, 1990.

3. Д.В. Игумнов, Г.В. Королев, И.С. Громов. Основы микроэлектроники. – М.: Высшая школа, 1991.

4. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров. Аналоговая и цифровая электроника. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.

5. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

6. Ю.Л. Бобровский, С.А. Корнилов, И.А. Кратиров и др.; Под ред. проф. Н.Ф. Федорова. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 2002.

7. Основы электроники: Учебное пособие / Х.К. Арипов, А.М. Абдуллаев, Н.Б. Алимова; – Ташкент: ИПТД им. Чулпана, 2007. – 136 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Измерительный практикум...............................................................	3
2.	Исследование характеристик и параметров полупроводниковых германиевого и кремниевого диодов ..........	7
3.	Исследование характеристики и параметров стабилитрона ……	11
4.	Исследование статических ВАХ БТ в схеме включения с ОБ...	14
5.	Исследование статических ВАХ БТ в схеме включения с ОЭ...	18
6.	Исследование статических характеристик полевых транзисторов…………………………………..…............................	23
7.	Исследование статических характеристик МДП - транзисторов.	29
8.	Исследование оптронов....................................................................	31
9.	Исследование усилительного каскада на БТ ………………........	38
	Приложение......................................................................................	44
	Литература…………………………………………………………	46