Лабораторная работа 2 опытное определение параметров полупроводниковых приборов
 Скачать 381.29 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 «ОПЫТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ» Цель работы: опытное измерение вольт-амперных характеристик (ВАХ) полупроводниковых приборов и определение их основных параметров. Исследование полупроводниковых приборов.
Кремниевый диод. Задан диод MR500, предел по току указан -20 мА. Диод выбирается из библиотеки пакета. На рис. 1, показана собранная на рабочем столе схема для снятия прямой ветви ВАХ диода.  Рисунок 1 Установки анализа показаны на рис.2 Прямая ветвь ВАХ изучаемого диода с нанесенными координатными метками показана на рис. 3. Фактические координаты рабочей точки А (688,142 мВ, 10,011 мА)  Рисунок 2  Рисунок 3 В выбранной рабочей точке А определим сопротивления постоянному току R0 (статическое сопротивление) переменному току Ri (динамическое сопротивление). Сопротивление постоянному току определено координатами рабочей точки:  Сопротивление переменному току:  На рис. 4 показана схема для снятия обратной ветви ВАХ диода, на рис.5 необходимые установки в окне DC Analysis Limits. Обратная ветвь ВАХ диода показана на рис. 6.  Рисунок 4  Рисунок 5  Рисунок 6 По значениям своих параметров данный диод является кремниевым (резкий рост прямого тока начинается при напряжении около 660 мВ). Диод относится к подклассу выпрямительных маломощных (прямой ток до 20 мА при прямом падении напряжения около 0,71 В). По величине обратного напряжения может быть отнесен к низковольтным (Uобр макс ≈ 50 В). Диод имеет довольно средние величины сопротивлений постоянному и переменному току (R0 = 68,738 Ом, Ri = 3,393 Ом). При использовании в рабочей точке А рассеивает мощность Р = U0 · I0 = 0,688 В · 0,01 А= 9 мВт. Изучение биполярного транзистора. Задан биполярный транзистор 2N3506, предел по току указан - 200 мА. На рис. 7. показана собранная на рабочем столе схема.  Рисунок 7 Окно установок DC Analysis Limits для снятия выходных ВАХ транзистора показано на рис. 8  Рисунок 8 Выходные ВАХ биполярного транзистора с нанесенными масштабными и текстовыми метками, необходимыми для численного расчета параметров, приведены на рис. 9.  Рисунок 9 На рис. 10 показаны собранная на рабочем столе схема для снятия входной ВАХ биполярного транзистора  Рисунок 10 Окно установок DC Analysis Limits для снятия входных ВАХ транзистора показано на рис. 11. Входные ВАХ биполярного транзистора с нанесенными масштабными и текстовыми метками, необходимыми для численного расчета параметров, приведены на рис. 12.  Рисунок 11  Рисунок 12 На рис. 13 показаны собранная на рабочем столе схема, на рис. 14 окно установок DC Analysis Limits для снятия сквозной ВАХ транзистора. Сквозная ВАХ биполярного транзистора с нанесенными масштабными и текстовыми метками, необходимыми для численного расчета параметров, приведена на рис. 15.  Рисунок 13  Рисунок 14  Рисунок 15 Рабочая точка А (6,1 В, 97,8 мА, 1 мА, 808 мВ). входное R0вх и выходное R0вых сопротивления по постоянному току   h11Э — входное сопротивление биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером  h21Э — коэффициент усиления по току биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером  1/h22Э — выходное сопротивление биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером  S — крутизна сквозной ВАХ транзистора.  КU=S·Riвых= 1448мА/В· 1094Ом= 1548; РК—мощность,рассеиваемая на коллекторе транзистора в рабочейточке А РК=U0КЭ·I0К= 6.1В·97,8мА= 597мВт. По значениям своих параметров данный транзистор можно отнести к транзисторам средней мощности. Изучение полевого транзистора с управляющим p-n-переходом 2N3822 (12мА, 10 В) Схема измерения для снятия выходных ВАХ полевого транзистора 2N3822 показаны на рис. 16, окно установок DC Analysis Limits на рис. 17, выходные ВАХ с нанесенными масштабными и текстовыми метками, необходимыми для численного расчета параметров приведены на рис. 18.  Рисунок 16  Рисунок 17  Рисунок 18 Сквозная ВАХ полевого транзистора снимается в той же схеме что и выходные характеристики, рис. 16. Окно установок DC Analysis Limits для снятия сквозной ВАХ показано на рис. 19.  Рисунок 19 Сквозная ВАХ с нанесенными масштабными и текстовыми метками, необходимыми для численного расчета параметров приведена на рис. 20.  Рисунок 20 Рабочая точка А выбрана на семействе выходных ВАХ и перенесена на сквозную ВАХ. А (6.022В, 6,949 мА, -1 В). Крутизну транзистора можно численно рассчитать как по семейству выходных ВАХ  так и по сквозной ВАХ  Выходное сопротивление Ri можно рассчитать по семейству выходных ВАХ  КU—потенциальный коэффициент усиления по напряжению КU: КU=S·Ri= 4,7мА/В· 89кОм= 418; РК—мощность,рассеиваемая транзистором в рабочей точкеА: РК=U0СИ·I0С= 6.022В·6,949мА= 42мВт. По значениям своих параметров данный транзистор можно отнести к маломощным. | |||||||||||||||||||