Лабораторная работа № 11. Испытание полупроводниковых диодов

 

Цель работы: Ознакомиться с работой полупроводникового диода. Снять вольтамперную характеристику.

 

Таблица 28. Приборы и оборудование

 

	Миллиамперметр		300 мА	1 шт.
	Микроамперметр		100 мкА	1 шт.
	Вольтметр		5 В	1 шт.
	Полупроводниковый диод	Д7Г, Д226		2 шт.
	Потенциометр			1 шт.
	Переключатели П1, П2, П3, П4
	Источники питания		5 В

 

Теоретическая часть

 

Полупроводниковый диод – это прибор с одним электронно-дырочным переходом, имеющий свойство односторонней проводимости.

При прямом включении полупроводникового диода к источнику внешнего напряжения потенциальный барьер ликвидируется, сопротивление р-п перехода становится низким. Он открыт для перемещения основных носителей зарядов и пропускает ток.

При обратном включении полупроводникового диода потенциальный барьер и сопротивление р-п перехода увеличиваются. Через р-п переход перемещаются неосновные носители зарядов. Так как число неосновных зарядов мало, создается обратный ток, который незначителен. Поэтому считают, что р-п переход обладает свойством односторонней проводимости. То есть хорошо проводит ток при прямом включении и почти не проводит ток при обратном включении.

5 В

Рис. 13. Электрическая схема для испытания полупроводниковых диодов

Порядок выполнения работы

 

1. Подключить схему (рис. 13) к источнику питания.

2. Установить переключатели в положение: П4 – «вкл»;

П1 – «Д1»;

П2 – «ПР»;

П3 – «вниз».

3. Потенциометром R1 установить различные значения напряжения от 0 до 5.

4. Записать показания приборов в таблицу 29.

 

 

Таблица 29. Испытания полупроводниковых диодов

 

№ п/п	IПР (mА)	UПР (В)	IОБР (μА)	UОБР (В)
Д1	Д2	Д1	Д2

 

5. Поставить переключатель П2 в положение «обр», а П3 – «вверх».

6. Потенциометром R1 установить различные значения напряжения.

7. Опыт повторить для диода Д2.

8. По данным таблицы построить графики: I_ПР = f (U_ПР); I_ОБР = f (U_ОБР).

9. По вольтамперным характеристикам диодов определить динамическое сопротивление при прямом и обратном напряжениях: .

10. Сделать вывод о свойстве диодов.

 

Ответить на вопросы:

1. Конструкция полупроводникового диода.

2. Объяснить смысл электронной и дырочной проводимости полупроводников.

3. Влияние примесей на проводимость.

4. Объяснить физический смысл электронно-дырочного перехода полупроводников.

Лабораторная работа № 12. Снятие входных и выходных характеристик биполярного транзистора

 

Цель работы: Научиться снимать входные и выходные характеристики биполярного транзистора и оценивать их.

 

Таблица 30. Приборы и оборудование

 

	Миллиамперметр		50 мА	1 шт.
	Микроамперметр		100 мкА	1 шт.
	Вольтметр		1 В	1 шт.
	Вольтметр		15 В	1 шт.
	Биполярный транзистор	МП20		1 шт.
	Потенциометры			2 шт.
	Источники питания		5 В, 10 В	2 шт.

 

Теоретическая часть

 

Транзисторы – электропреобразовательные приборы для усиления и генерирования электрических сигналов.

Биполярный транзистор – это полупроводниковый триод, основу которого составляют два взаимодействующих электронно-дырочных перехода. Биполярные транзисторы бывают р-п-р типа и п-р-п типа.

При использовании транзисторов в схемах электронных усилителей и генераторов возможны три способа их включения: с общим эмиттером, с общей базой и с общим коллектором. Название схемы зависит от того, какой из электродов транзистора является общим для входных и выходных участков цепи. Схема с общим эмиттером применяется чаще остальных схем включения транзистора, так как имеет наилучшие усилительные свойства. В такой схеме происходит усиление напряжения, мощности и тока.

 

 

Рис. 14. Электрическая схема для снятия характеристик транзистора

 

Порядок выполнения работы

 

1. Подать постоянное напряжение 5 В и 10 В с блока питания.

2. Снять входные характеристики транзистора: I_Б = f (U_БЭ), при U_КЭ = const.

3. Изменяя потенциометром R₁ входное напряжение U_БЭ от 0,1 до 0,6 В, снять зависимость базового тока I_Б при постоянном коллекторном напряжении U_КЭ = 0 и U_КЭ = - 5В.

4. Записать показания приборов в таблицу 31.

 

Таблица 31. Снятие входных характеристик

№ п/п	UКЭ = 0	UКЭ = - 5 В
UБЭ (В)	IБ (мкА)	UБЭ (В)	IБ (мкА)
	0,1		0,1
	0,2		0,2
	0,3		0,3
	0,4		0,4
	0,5		0,5
	0,6		0,6

 

5. Снять выходные характеристики транзистора: I_К = f (U_КЭ), при I_Б = const.

6. Изменяя потенциометром R₃ напряжение U_КЭ от 1 до 8 В, снять зависимость I_К при постоянном I_Б = 10 мкА; 20 мкА; 30 мкА.

7. Записать показания приборов в таблицу 32.

Таблица 32. Снятие выходных характеристик

 

№ п/п	IБ = 10 мкА	IБ = 20 мкА	IБ = 30 мкА
UКЭ (В)	IК (мА)	UКЭ (В)	IК (мА)	UКЭ (В)	IК (мА)

 

8. По полученным данным построить входные и выходные характеристики.

9. Что показывают входные и выходные характеристики?

 

Ответить на вопросы

1. Устройство и принцип действия транзистора.

2. Возможные структуры биполярного транзистора.

3. Какие включения имеют эмиттерный и коллекторный переходы?

4. Схемы включения биполярного транзистора.

5. Почему схема с общим эмиттером имеет широкое применение?

6. Для схемы с общим эмиттером понятие входных и выходных характеристик транзистора.

7. Области применения транзисторов.