сборник лаб к вашим услугам. Сборник лаб раб (1). Колледж связи
 Скачать 468.5 Kb.
|
|
| Составили преподаватели: | Славкина Т.А. |
| | Некрылова Т.Б. |
Рассмотрен на заседании П(Ц)К
«Информационные системы и технологии»
Протокол №__5__ от__10.01________2017.
Председатель ____________ Шомас Е.А.
Самара
2017
Перечень компетенций
| Код | Наименование результата обучения |
| ПК 4.1 | Подготавливать к работе, настраивать и обслуживать аппаратное обеспечение и операционную систему персонального компьютера |
| ПК 4.2 | Подготавливать к работе, настраивать и обслуживать периферийные устройства персонального компьютера и компьютерную оргтехнику |
| ПК 4.3 | Осуществлять ввод и обмен данными между персональным компьютером и периферийными устройствами и ресурсами локальных компьютерных сетей |
| ОК 1. | Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес |
| ОК 2. | Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество |
| ОК 3. | Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность |
| ОК 4. | Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития |
| ОК 5. | Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности |
| ОК 6. | Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями |
| ОК 7. | Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий |
| ОК 8. | Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации |
| ОК 9. | Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
НАИМЕНОВАНИЕ: Измерение характеристик полупроводниковых приборов
Цель работы
Снять вольт-амперную характеристику полупроводникового диода.
Научиться определять по ВАХ параметры полупроводниковых приборов.
Формирование ОК 4,5,6; овладение знаниями и умениями, необходимыми для освоения ПК4.1-4.3
Подготовка к работе
Повторить тему «Полупроводниковые диоды» по указанной литературе.
Литература
Славкина Т.А. Основы электроники и цифровой схемотехники. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2019. Электронная версия
Некрылова Т.Б. Электронная техника. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2018. Электронная версия.
Перечень необходимых материалов
Описание лабораторной работы.
ПЭВМ.
Задание
Получить допуск к работе, ответив на вопросы для допуска:
Из каких полупроводников (собственных или примесных) изготавливаются полупроводниковые приборы и почему?
При каком включении p-n перехода (прямом или обратном) через него проходит большой ток?
Записать определение полупроводникового диода.
Что называется вольтамперной характеристикой диода?
Привести соотношение А – мА, А – мкА, Мом – Ом, кОм – Ом, В – мВ, В – мкВ.
Выполнить измерения и построить вольт-амперную характеристику стабилитрона.
Определить параметры стабилизации и дифференциальное сопротивление стабилитрона.
Ответить на контрольные вопросы.
Порядок выполнения работы
П
ривести схему исследования стабилитрона (рисунок 1).Рисунок 1
Изменяя Iобр, определить Uобр и занести значения в таблицу 1.
Таблица 1
-
Iобр, мA
0
5
10
15
20
Uобр, В
По результатам измерений построить ВАХ стабилитрона.
Р
12
ассчитать дифференциальное сопротивление стабилитрона.
По вольт-амперной характеристике определить Iст.min, Iст.max, Uст.
Оформить отчёт о проделанной работе.
Содержание отчёта
Наименование и цель работы.
Выполненное задание.
Ответы на контрольные вопросы
Контрольные вопросы
| Вопрос | Ответ |
| 1. Укажите назначение варикапа | 1. Выпрямление переменного тока 2. Электрически управляемая емкость 3. Стабилизация напряжения 4. Усиление сигнала |
| 2. Выберите условное графическое обозначение стабилитрона |  1 2 3 4 |
| 3. Укажите тип диода АИ305А | 1. Выпрямительный диод 2. Туннельный диод 3. Варикап 4. Стабилитрон |
| 4. Укажите материал, из которого изготовлен диод 1Д217А | 1. Германий 2. Кремний 3. Карбид кремния 4. Арсенид галлия |
| 5. Укажите, какое напряжение подается на стабилитрон в рабочем состоянии | 1. Прямое 2. Обратное 3. Большое 4. Малое |
| 6. Какое физическое явление положено в основу работы стабилитрона? | 1. Зависимость барьерной емкости от Uобр 2.Односторонняя проводимость p-n перехода 3.Электрический пробой 4. Тепловой пробой |
3
ПРИЛОЖЕНИЕ
Полупроводниковым диодом называется прибор, содержащий p-n переход и имеющий два вывода. Выпрямительным диодом называется диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Стабилитроном называется кремниевый диод, работающий в режиме электрического пробоя и предназначенный для стабилизации напряжения. Варикапом называется диод, применяемый в качестве электрически управляемой емкости. Туннельным диодом называется диод, имеющий на ВАХ участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
На рисунке 2 изображена вольт-амперная характеристика стабилитрона. АВ – рабочий участок, участок электрического пробоя. По характеристике видно, что при значительных изменениях Iобр, напряжение практически не меняется. На ВАХ показаны параметры стабилитрона:
Iст min – минимальный ток стабилизации
Iст max – максимальный ток стабилизации
Uст – напряжение стабилизации, которое определяется на оси Uобр при проведении перпендикуляра из середины участка электрического пробоя АВ.
Дифференциальное сопротивление стабилитрона определяется по формуле:
Riст = ∆Uст / ∆Iст
Это сопротивление можно определить графически по вольт-амперной характеристике.
Рисунок 2
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
НАИМЕНОВАНИЕ: Исследование выпрямительного диода
Цель работы:
Снять вольт-амперную характеристику выпрямительного диода.
Научиться определять по ВАХ параметры выпрямительного диода.
Формирование ОК 4,5,6; овладение знаниями и умениями, необходимыми для освоения ПК4.1-4.3
Подготовка к работе
Повторить тему «Полупроводниковые диоды» по указанной литературе.
Литература
Славкина Т.А. Основы электроники и цифровой схемотехники. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2019. Электронная версия
Некрылова Т.Б. Электронная техника. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2018. Электронная версия.
Перечень необходимых материалов
Описание лабораторной работы.
ПЭВМ.
Задание
Получить допуск к работе, выполнив тест для допуска:
| Вопрос | Ответ |
| 1.Выберите условно-графическое обозначение выпрямительного диода |  1 2 3 4 |
| 2.Укажите дифференциальное сопротивление диода. | 1. Кв = Iпр Iобр 2. Ri = ∆U ∆I 3. Rо = U I |
| 3.Выберите кремниевый выпрямительный диод | 1. ГИ401Б 2. КВ104Г 3. КД903А 4. ГД402А |
| 4.Укажите назначение прибора ГД508Б | 1. Для стабилизации напряжения 2. Для преобразования переменного тока в постоянный 3. Для применения в качестве электрически управляемой емкости 4. Для применения в качестве генератора. |
Выполнить измерения и построить вольт-амперную характеристику выпрямительного диода.
По снятой ВАХ определить дифференциальное сопротивление выпрямительного диода.
Ответить на контрольные вопросы.
Порядок выполнения работы
Привести схему исследования выпрямительного диода в прямом включении (рисунок 1) и в обратном включении (рисунок 2).
Рисунок 1 Рисунок 2
Изменяя прямое Uпр и обратное Uобр напряжения, определить соответствующие токи, протекающие через диод и значения занести в таблицу 1 и таблицу 2.
Таблица 1
-
Uпр, В
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Iпр, мA
Таблица 2
-
Uобр, В
0
10
20
30
40
50
Iобр, мкA
По результатам измерений построить вольт-амперную характеристику диода, правильно выбрав масштаб по каждой оси.
Рассчитать дифференциальное сопротивление диода в прямом и обратном включениях (см. Приложение).
Сравнить полученные значения сопротивлений и сделать выводы.
Оформить отчёт о проделанной работе.
Содержание отчёта
Наименование и цель работы.
Выполненное задание.
Ответы на контрольные вопросы
Контрольные вопросы
Укажите преимущество кремниевых диодов по сравнению с германиевыми.
Расшифруйте обозначение диода 2Д101А.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Выпрямительным диодом называется диод, предназначенный для выпрямления переменного тока, т.е. для преобразования переменного тока в постоянный.
Простейшая схема выпрямления приведена на рисунке.
Uвх С Rн Uвых
Если подать переменное напряжение на вход схемы, то при положительной полуволне напряжения («+» на p-область, «-» на n-область), диод оказывается включенным в прямом направлении, через него и сопротивление нагрузки Rн протекает ток, конденсатор заряжается. При отрицательной полуволне («-» на p-область, «+» на n-область) диод находится под обратным напряжением и ток не пропускает, а конденсатор разряжается через Rн. Таким образом, в нагрузке протекает постоянный ток с небольшими пульсациями.
Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода аналогична ВАХ р-n – перехода.
В
АХ выпрямительного диода имеет две ветви: прямую – зависимость прямого тока от прямого напряжения Iпр=f(Uпр) и обратную – зависимость обратного тока от обратного напряжения Iобр=f(Uобр).Как видно из ВАХ, прямой ток большой по величине и возрастает при увеличении напряжения, а обратный ток мал по величине и при возрастании обратного напряжения изменяется незначительно.
К основным параметрам выпрямительного диода относятся:
Дифференциальное сопротивление: Ri = ΔU / ΔI, оно может определяться как в прямом, так и в обратном включении диода.
Коэффициент выпрямления: К = Iпр / Iобр, который показывает во сколько раз прямой ток больше обратного.
Дифференциальное сопротивление можно определить графически по ВАХ.
В
ыбирается небольшой линейный участок прямой ветви ВАХ и проводятся линии до пересечения с осями тока и напряжения. На осях определяются значения тока и напряжения и вычисляются приращения тока и напряжения:Δ Uпр = U2 – U1
Δ Iпр = I2 – I1
Затем по формуле Riпр = ΔUпр / ΔIпр определяется значение дифференциального сопротивления диода в прямом включении.
Значения напряжения и тока подставляются в формулу в Вольтах и Амперах, соответственно.
Выполнив аналогичные построения на обратной ветви ВАХ можно определить дифференциальное сопротивление диода в обратном включении.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
НАИМЕНОВАНИЕ: Исследование биполярного транзистора
Цель работы
Снять статические характеристики биполярного транзистора.
1.2 Научиться определять параметры биполярного транзистора
1.3 Формирование ОК 4,5,6; овладение знаниями и умениями, необходимыми для освоения ПК4.1-4.3
Подготовка к работе
Повторить тему «Биполярные транзисторы» по указанной литературе.
Литература
Славкина Т.А. Основы электроники и цифровой схемотехники. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2019. Электронная версия
Некрылова Т.Б. Электронная техника. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2018. Электронная версия.
Перечень необходимых материалов
Описание лабораторной работы.
ПЭВМ.
Задание
Получить допуск к работе, ответив на вопросы для допуска:
Записать определение биполярного транзистора.
Привести УГО биполярного транзистора типа n-p-n и p-n-p. Обозначить выводы.
Перечислить схемы включения биполярного транзистора.
Перечислить режимы работы биполярного транзистора.
В каком режиме работы транзистор усиливает сигнал?
Выполнить измерения и построить входные и выходные характеристики биполярного транзистора.
По характеристикам определить коэффициент усиления тока (параметр h21).
Ответить на контрольные вопросы.
Порядок выполнения работы
Привести схему исследования биполярного транзистора (рисунок 1).
Рисунок 1
Изменяя входное и выходное напряжения транзистора, определить входной и выходной токи транзистора и занести значения в таблицу 1 и таблицу 2, соответственно.
Таблица 1
-
Uбэ, В
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Iб, мА
Uк = 0
Iб, мА
Uк = -5 В
Таблица 2
-
Uкэ, В
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Iк, мА
Iб = 0,1 мА
Iк, мА
Iб = 0,05 мА
По результатам измерений построить входные и выходные характеристики биполярного транзистора.
На выходных характеристиках выбрать рабочую точку и рассчитать коэффициент усиления тока h21=∆Iк / ∆ Iб.
Сделать вывод по результатам работы.
Оформить отчёт о проделанной работе.
Содержание отчёта
Наименование и цель работы.
Выполненное задание.
Контрольные вопросы
Почему схема с общим эмиттером получила наибольшее применение?
Привести устройство биполярного транзистора n-p-n и p-n-p. Укажите полярность напряжения на эмиттерном и коллекторном переходах в активном режиме.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером приведена на рисунке 2.
Рисунок 2
-
Входные параметры: Iвх=Iб
Выходные параметры: Iвых=Iк
Uвх=Uбэ
Uвых=Uкэ
Достоинства схемы: усиливает сигнал по току и напряжению, то есть дает наибольшее усиление по мощности:
β=∆Iк / ∆Iб >1 (десятки)
При выполнении лабораторной работы необходимо снять два семейства характеристик: входные и выходные.
В
ходные характеристики в схеме с ОЭ – это зависимость Iб=f(Uбэ) при Uкэ=const (рисунок 3). При изменении напряжения Uкэ входные характеристики очень мало смещаются, поэтому в справочниках приводится обычно одна характеристика, снятая при запирающем напряжении Uкэ (активный режим) и одна при Uкэ=0 (режим насыщения).Рисунок 3
Выходные характеристики в схеме с ОЭ – это зависимость Iк = f(Uкэ) при Iб = const (рисунок 4). В этих характеристиках есть участок с большой крутизной и с малой.
Рисунок 4
По выходным характеристикам определяется коэффициент усиления тока h21 (рисунок 4). Сначала определяются приращения токов коллектора и базы:
ΔIК = IК2 – IК1 = 0,32 – 0,22 = 0,1 А
ΔIБ = IБ2 – IБ1 = 10 – 8 = 2 мА
Затем вычисляется коэффициент усиления тока h21по формуле:
h21 = ΔIК / ΔIБ = 0,1 / (2·10-3) = 50
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
НАИМЕНОВАНИЕ: Исследование полевого транзистора
Цель работы
Снять стоковые и стоко-затворную характеристики полевого транзистора.
Научиться определять по статическим характеристикам дифференциальные параметры полевого транзистора.
Формирование ОК 4,5,6; овладение знаниями и умениями, необходимыми для освоения ПК4.1-4.3
Подготовка к работе
Повторить тему «Полевые транзисторы» по указанной литературе.
Литература
Славкина Т.А. Основы электроники и цифровой схемотехники. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2019. Электронная версия.
Некрылова Т.Б. Электронная техника. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2018. Электронная версия.
Перечень необходимых материалов
Описание лабораторной работы.
ПЭВМ.
Задание