сборник лаб к вашим услугам. Сборник лаб раб (1). Колледж связи

• Название: Колледж связи
• Анкор: сборник лаб к вашим услугам
• Дата: 23.10.2021
• Размер: 468.5 Kb.
• Имя файла: Сборник лаб раб (1).doc
• Тип: Протокол; #253879
• страница: 2 из 4

Получить допуск к работе, выполнив тест для допуска:

Вопрос	Ответ
1.Выберите низкочастотный полевой транзистор	1. КП101А 2. КП303А 3. КТ404А 4. КП202А
2. Назовите режим работы МДП-транзистора с индуцированным каналом	1. Режим обеднения 2. Режим обогащения 3. Режим обеднения и обогащения
3. Выберите вывод полевого транзистора.	1. Эмиттер 2. База 3. Затвор 4. Коллектор
4. Определите, какой транзистор имеет данное устройство	1. Полевой транзистор с управляющим p-n–переходом 2. МДП–транзистор с встроенным p-каналом 3. МДП–транзистор с встроенным n-каналом 4. МДП–транзистор с индуцированным n-каналом
5. Определите тип транзистора	1. МДП–транзистор с встроенным n-каналом 2. МДП–транзистор с индуцированным p-каналом 3. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом с p-каналом

Выполнить измерения и построить стоковые и стоко-затворную характеристики полевого транзистора.

По снятым характеристикам определить дифференциальные параметры полевого транзистора: внутренне сопротивление, крутизну и коэффициент усиления напряжения.

Ответить на контрольные вопросы.


11

2. 
   Порядок выполнения работы
   
   1. 
      Привести схему исследования полевого транзистора с управляющим p-n–переходом (рисунок 1).
      

Рисунок 1

2. 
   Изменяя напряжения U_си и U_зи , определить ток стока и значения занести в таблицу 1 и таблицу 2.
   

Таблица 1

Uси, В	0	2,5	5	7,5	10
Iс, мА						Uзи = 0 В
Iс, мА						Uзи = -0,5 В

Таблица 2

Uзи, В	0	-0,5	-1	-1,5
Iс, мА					Uси = 2 В

3. 
   По результатам измерений построить стоко-затворные и стоковую характеристики полевого транзистора.
   
4. 
   Рассчитать дифференциальные параметры полевого транзистора: внутренне сопротивление, крутизну и коэффициент усиления напряжения (см. Приложение).
   
5. 
   Сделать выводы.
   
6. 
   Оформить отчёт о проделанной работе.
   
2. 
   Содержание отчёта
   
   1. 
      Наименование и цель работы.
      
   2. 
      Выполненное задание.
      
   3. 
      Ответы на контрольные вопросы
      
3. 
   Контрольные вопросы
   
   1. 
      Привести условно-графические обозначения МДП-транзисторов с встроенным и индуцированным каналом (указать тип канала).
      
   2. 
      Указать достоинства полевых транзисторов по сравнению с биполярными.
      

ПРИЛОЖЕНИЕ

В отличие от биполярных транзисторов, где движутся носители зарядов обоих знаков, полевые транзисторы являются униполярными, т.е. принцип их работы основан на управлении движением носителей только одного знака (основных носителей).

Основные достоинства полевых транзисторов по сравнению с биполярными:

– большое входное сопротивление;

– малый уровень собственных шумов, высокое качество усиления;

– высокий коэффициент усиления тока.

Различают несколько типов полевых транзисторов:

– полевой транзистор с управляющим p-n–переходом

– полевые транзисторы с изолированным затвором или МДП–транзисторы, которые в свою очередь делятся на МДП–транзисторы с встроенным каналом и МДП–транзисторы с индуцированным каналом.

Рассмотрим принцип работы полевых транзисторов с управляющим p-n–переходом.

В полевом транзисторе с управляющим p-n–переходом управление током стока осуществляется изменением поперечного сечения канала. На рисунке 2 приведена структура рассматриваемого полевого транзистора.



Рисунок 2

Полевой транзистор представляет собой прибор с тремя выводами: исток (И), сток (С), затвор (З). Исток и сток соединены каналом – областью полупроводника, по которому протекает ток основных носителей заряда. Канал может иметь проводимость n –типа или p – типа.

Исток – электрод, через который в канал втекают основные носители заряда.

Сток – электрод, через который они вытекают.

В центральной части канала создается p-n–переход с выводом от наружной области, который является третьим электродом и называется затвором. Сопротивление канала зависит от материала полупроводника, концентрации примесей в нем, а также от его сечения и длины. На p-n–переход подается обратное напряжение, под действием которого изменяется сечение канала.

Рассмотрим принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n–переходом. Если приложить напряжение между стоком и истоком, то по каналу протекает ток основных носителей заряда – ток стока I_с. Для n-области основными носителями являются электроны, поэтому для движения их от истока к стоку полярность напряжения должна быть: на «И»→(-), на «С»→(+).

Величина I_с зависит от сопротивления канала. Если на затвор подать обратное напряжение, то под его воздействием увеличится толщина запирающего слоя p-n–перехода, сечение канала (S_кан) уменьшится и его сопротивление (R) возрастет. В результате ток стока уменьшится.

Обратное напряжение, при котором канал полностью перекрывается и ток стока равен нулю, называется пороговым напряжением (отсечки) – U_зи.отс (рисунок 4). Таким образом, изменяя обратное напряжение на затворе, можно управлять величиной тока стока Iс.

Работа полевого транзистора описывается семейством статических характеристик: стоковыми и стоко-затворными (рис.3, рис.4)



Рисунок 3 Рисунок 4

К параметрам полевых транзисторов относятся:

• 
  внутреннее дифференциальное сопротивление R_i – характеризует степень влияния на ток стока выходного напряжения на стоке при постоянном напряжении на затворе
  

R_i=ΔU_си / ΔI_с при U_зи=const

• 
  крутизна S – характеризует управляющее действие затвора, т.е. изменение тока стока при изменении напряжения на затворе при постоянном напряжении на стоке
  

S= ΔI_с / ΔU_зи при U_си=const

• 
  статический коэффициент усиления µ показывает во сколько раз изменение напряжения на затворе U_зи сильнее влияет на ток стока, чем изменение напряжения на стоке U_си.
  

µ= ΔU_си / ΔU_зи при I_c= const

Параметры R_i, S, µ связаны между собой соотношением:

µ=S·R_i

Параметры R_i и S можно определить по стоковым характеристикам.

Пример графического определения R_i



Пример графического определения S



По формуле определяем μ: μ = R_i · S = 5,7 · 1,8 = 10,26
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

НАИМЕНОВАНИЕ: Исследование фотоэлектронного прибора

1. 
   Цель работы
   

1. 
   Снять вольт-амперную и световую характеристики фоторезистора.
   
2. 
   Определить параметры фоторезистора.
   
3. 
   Формирование ОК4,5,6; овладение знаниями и умениями, необходимыми для освоения ПК4.1-4.3
   

2. 
   Подготовка к работе
   

1. 
   Повторить тему «Полевые транзисторы» по указанной литературе.
   

2. 
   Литература
   
   1. 
      Славкина Т.А. Основы электроники и цифровой схемотехники. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2019. Электронная версия.
      
   2. 
      Некрылова Т.Б. Электронная техника. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2018. Электронная версия.
      
3. 
   Перечень необходимых материалов
   
   1. 
      Описание лабораторной работы.
      
   2. 
      ПЭВМ.
      
4. 
   Задание
   
   1. 
      Получить допуск к работе, выполнив тест для допуска:
      

      Вопрос	Ответ
      1. Выберите определение внутреннего фотоэффекта	1. Испускание электронов с поверхности полупроводника под действием температуры 2. Изменение проводимости полупроводника под действием электромагнитного излучения 3. Испускание электронов с поверхности полупроводника под действием электростатического поля
      2. Выберите формулу для определения интегральной чувствительности фотоприбора	1 2 3
      3. Укажите, как изменится сопротивление фоторезистора при освещенности	1. Увеличится 2. Уменьшится 3. Не изменится
      4. Определите вид оптрона	1. Диодный 2. Резисторный 3. Транзисторный 4. Тиристорный
      5. Укажите материал, из которого изготавливается светодиод	1. Кремний 2. Фосфид галлия 3. Германий
      6. Назовите процесс в полупроводнике, при котором происходит выделение кванта света	1. Фотоэлектронная эмиссия 2. Генерация 3. Рекомбинация

   2. 
      Выполнить измерения и построить вольт-амперную и световую характеристики фоторезистора.
      
   3. 
      Рассчитать темновое и световое сопротивления фототрезистора.
      
   4. 
      Ответить на контрольные вопросы.
      

2. 
   Порядок выполнения работы
   
   1. 
      Привести схему исследования полевого транзистора с управляющим p-n–переходом (рисунок 1).
      

Рисунок 1

2. 
   Изменяя напряжение и световой поток, определить ток, протекающий через фоторезистор и значения занести в таблицу 1 и таблицу 2.
   

Таблица 1

U, В	0	2	4	6	8	10
I1, мА							Ф = 0 В
I2, мА							Ф = 1 В

Таблица 2

Ф, лМ	0	0,01	0,02	0,03	0,04
I1, мА						U1 = 5 В
I2, мА						U2 = 10 В

3. 
   По результатам измерений построить вольт-амперную и световую характеристики фоторезистора.
   
4. 
   Рассчитать темновое и световое сопротивления фоторезистора (см. Приложение).
   
5. 
   Сделать выводы.
   
6. 
   Оформить отчёт о проделанной работе.
   
2. 
   Содержание отчёта
   
   1. 
      Наименование и цель работы.
      
   2. 
      Выполненное задание.
      
   3. 
      Ответы на контрольные вопросы
      
3. 
   Контрольные вопросы
   
   1. 
      Перечислить фотоприемники и фотоизлучатели.
      
   2. 
      Что такое оптрон?
      

ПРИЛОЖЕНИЕ

В данной работе исследуется один из фотоэлектронных приемников с внутренним фотоэффектом – фоторезистор.

Внутренний фотоэффект заключается в том, что под действием электромагнитного излучения в полупроводнике происходит генерация пар носителей заряда (электронов и дырок), в результате чего увеличивается проводимость полупроводника.

Фоторезистор – полупроводниковый резистор, изменяющий свое сопротивление под действием излучения.

Устройство фоторезистора приведено на рисунке 1.

Е сли облучения нет, фоторезистор имеет большое сопротивление R_т – темновое (10⁴ – 10⁷ Ом). Под действием света происходит генерация носителей заряда, и сопротивление резистора уменьшается.

Основными характеристиками фоторезистора являются:

– вольт-амперная I_ф = f(U) при Ф=const (зависимость фототока от приложенного напряжения).

– световая I_ф = f(Ф) при U=const (зависимость фототока от светового потока).

Характеристики приведены на рисунок 3 и 4.

Рисунок 2

Вольт-амперная характеристика Световая характеристика фоторезистора

фоторезистора

Рисунок 3

Рисунок 4

К параметрам фоторезистора относятся:

R_т – темновое сопротивление (при минимальной освещенности)

S – интегральная чувствительность.

S = I_ф / Ф (мкА/Лм)

При выполнении работы необходимо рассчитать:

R_т = U / I_т, где U – приложенное напряжение

I_т – ток при минимальной освещенности

R_св = U / I_св, где U – приложенное напряжение

I_св – ток при максимальной освещенности.

Фоторезисторы применяются в схемах автоматики. Кроме фоторезисторов к приборам с внутренним фотоэффектом относятся: фотодиод, фототранзистор.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

НАИМЕНОВАНИЕ: Исследование работы ИЛЭ

1. 
   Цель работы
   

1. 
   Изучить работу логических элементов и сумматоров.
   
2. 
   Формирование ОК4,5,6; овладение знаниями и умениями, необходимыми для освоения ПК4.1-4.3
   
1. 
   Подготовка к работе
   

1. 
   Повторить тему «Интегральные логические элементы» по указанной литературе.
   

3. 
   Литература
   
   1. 
      Славкина Т.А. Основы электроники и цифровой схемотехники. Учебное пособие. КС ПГУТИ, 2019. Электронная версия.
      

4. 
   Перечень необходимых материалов
   
   1. 
      ПЭВМ.
      
   2. 
      Программа Electronics Workbench 5.12.
      
5. 
   Задание
   
   1. 
      Получить допуск к работе, ответив на вопросы для допуска:
      
      1. 
         Что такое логический элемент?
         
      2. 
         Привести УГО основных логических элементов. Указать выполняемую функцию.
         
   2. 
      Исследовать работу логических элементов: И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ, Исключающее ИЛИ, Равнозначность.
      
   3. 
      Ответить на контрольные вопросы.
      
6. 
   Порядок выполнения работы
   
   1. 
      Для исследования работы логических элементов собрать схему (рисунок 1). Схема собирается на рабочем столе. Сначала необходимо все элементы схемы с панелей радиоэлементов перетащить, не отпуская левой кнопки мыши, на рабочий стол, а затем соединить. Для этого надо подвести указатель мыши к внешнему выводу первого радиоэлемента и при появлении точки нажать левую кнопку мыши, а затем, не отпуская ее, подвести указатель к внешнему выводу второго радиоэлемента и при появлении точки отпустить левую кнопку мыши. Панель радиоэлементов и измерительных приборов
      

В программе Electronics Workbench условно-графические обозначения логических элементов даны в американском стандарте. Соответствие этого стандарта отечественному приведено в таблице 2.

Таблица 2

Наименование логического элемента	И	ИЛИ	И-НЕ	ИЛИ-НЕ	Исключающее ИЛИ	Равнозначность (Исключающее ИЛИ-НЕ)
Отечественный стандарт
Американский стандарт

Перед соединением элементов схемы переключатели необходимо перевернуть на 180⁰. Для этого их надо выделить (щелкнуть по ним один раз левой кнопкой мыши) и нажать два раза кнопку на панели инструментов