Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Четвертая разработка серии 818




 

Лабораторная работа №2.

Исследование биполярного транзистора

Цель работы: формирование умений определять параметры биполярного транзистора.

Выполнив работы, Вы будете:

уметь:

– выполнять сборку схемы;

– производить измерения;

– анализировать полученные данные.

Приборы и оборудование:

1. Стабилизированный источник постоянного напряжения.

2. Потенциометр R1=47 кОм.

3. Потенциомерметр R3=22 кОм.

4. Резистор R2 – 27 Ом.

5. 1РА1 – миллиампетр 0-5 мА.

6. 2РV1 – вольтметр 0-1 В.

7. РА2 миллиамперметр 0-50 мА.

8. РV2 вольтметр 0-15 В

9. VТ транзистор КТ315А (Б).

Порядок выполнения работы:

1. Соберите схему согласно рис. 18.

 
 

 

 


Рис. 18

2. Установите движки потенциометров R1 и R3 в крайние положения, соответствующие минимальным значениям.

3. Включите питание схемы. При нулевом напряжении между коллектором и эмиттером Uкэ1=0 постепенно увеличивайте напряжение между базой и эмиттером Udэ, отмечая значения РА1 и РV1 в табл. 2 (6-7 точек).

4. Повторите пункт 3 при напряжении Uкэ2>0, поддерживая его постоянным.

5. Повторите пункт 3 при напряжении Uкэ3>Uкэ2. Сбросьте напряжение.

6. Установите значение тока базы Id (по рекомендации преподавателя), поддерживая его постоянным, медленно увеличивайте напряжение Uкэ, отмечая при этом значения тока Iк и напряжения Uкэ в табл. 3 (6-7 точек).

7. Повторите пункт 6 при Id2 >Id1 (по рекомендации преподавателя).

8. Повторите пункт 6 при Id3 >Id2.

9. По полученным результатам измерений постройте семейство входных характеристик Id =¦(Udэ), при Uкэ=const и семейство выходных характеристик Iк= ¦(Uкэ), при Id=const.

Таблица 2

№ п/п Uкэ1=0 Uкэ2=0 Uкэ3=
Udэ Id,Ма Udэ, В Id, Ма Udэ, В Id, Ма
           
           
           
           
           
           
           

 

Таблица 3

№ п/п Id1= Id2= Id3=
Uкэ Iк,Ма Uкэ, В Iк, Ма Uкэ, В Iк, Ма
           
           
           
           
           
           
           

Вывод:

 

Тест для самоконтроля к УЭ №3

Выберите правильный ответ.

1. Как смещен: а) эмиттерный; б) коллекторный переходы биполярного транзистора?

1) а) прямо; б) обратно;

2) а) прямо; б) обратно;

3) а), б) – прямо;

4) а), б) – обратно. Р=4

2. Какие конструктивные особенности принципиально отличают базу от эмиттера и коллектора?

1) толщина;

2) тип примеси;

3) концентрация примеси;

4) все указанные выше. Р=4

3. Укажите полярность напряжения на эмиттере и коллекторе транзистора n-p-n-типа:

1) плюс и минус;

2) минус и плюс;

3) плюс и плюс;

4) минус и минус. Р=4

4. Транзистор включен по схеме с общей базой. Может ли превышать единицу: а) коэффициент усиления по току КI; б) коэффициент усиления по напряжению Кu?

1) а), б) может;

2) а) – может, б) – не может;

3) а) – не может, б) – может. Р=3

5. При какой схеме включения транзистора коэффициент усиления по мощности Кр меньше или равен единице?

1) с общей базой;

2) с общим эмиттером;

3) с общим коллектором;

4) во всех случаях он больше единицы. Р=4

6. Как называется зависимость Iк=¦(Uкэ), при Id =const?

1) входной характеристикой транзистора с О.Б.;

2) выходной характеристикой транзистора с О.Э.;

3) выходной характеристикой транзистора с О.К. Р=3

7. Как изменится ток стока Iс с каналом р-типа, если увеличить положительное напряжение на затворе относительно истока?

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится. Р=3

8. Какое электрическое поле: а) поперечное; б) продольное – изменяет поперечное сечение канала полевого транзистора?

1) продольное;

2) поперечное;

3) это зависит от полярности напряжения. Р=3

Ответьте на вопрос.

9. Как расшифровывается марка транзистора 2Т819Г? Р=1

Выберите правильный ответ.

10. Для оконечного каскада усилителя мощности (10 Вт) предлагаются транзисторы: КТ315А, ГТ328Б, 1Т906А. Какой тип транзисторов подойдет для этого?

1) КТ315А;

2) ГТ328Б;

3) 1Т906А. Р=3

 

УЭ № 4. Тиристоры.

a b g Кt v
0,5

Формы организации учебных занятий: модульный урок, лабораторная работа.

После изучения УЭ Вы будете:

знать:

– назначение, устройство, принцип действия и применение тиристоров;

уметь:

– производить сборку схемы;

– исследовать характеристики транзисторов.

 

Входной тест к УЭ № 4

Выберите правильный ответ.

1. Каково назначение транзисторов?

а) выпрямление переменного тока;

б) сглаживание пульсаций выпрямленного тока;

в) усиление и генерирование электрических сигналов. Р=3

2. Чем отличаются полевые транзисторы от биполярных?

а) конструкцией и принципом работы;

б) входным сопротивлением, собственными шумами и усилением;

в) мощностью, конфигурацией корпуса, назначением. Р=3

3. В каких транзисторах прохождение тока обусловлено дрейфом носителей заряда одного знака?

а) в биполярных транзисторах;

б) в полевых транзисторах;

в) в однопереходных транзисторах. Р=3

4. Как расшифровать марку транзистора 1П103Б?

а) германиевый, биполярный, малой мощности, низкой частоты транзистор;

б) кремниевый полевой, средней мощности, низкой частоты транзистор;

в) германиевый, полевой, малой мощности, низкой частоты транзистор. Р=3

Общие сведения о тиристорах

Тиристорами называются электропреобразовательные полупроводниковые приборы с тремя и более р-n-переходами, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот (ключевой режим). В закрытом состоянии сопротивление тиристора составляет десятки мегаом. В открытом состоянии сопротивление тиристора весьма мало. При включении такого прибора в цепь переменного тока, он открывается, пропуская ток в нагрузку лишь тогда, когда мгновенное значение напряжения достигает определенного уровня, либо при подаче отпирающего напряжения на специальный управляющий электрод.

По числу внешних электродов тиристоры подразделяют на двухэлектродные – диодные тиристоры, называемые динисторами; трехэлектродные – триодные тиристоры, называемые тринисторами; трехэлектродные триодные тиристоры с симметричной проводимостью, называемые симисторами.

Крайние слои называются анодом и катодом, а третий электрод у триодных тиристоров называется управляющим электродом. Поэтому диодные тиристоры являются переключающими неуправляемыми, а триодные – переключающими управляемыми.

 

 


Рис. 19. Структура и условно-графическое обозначение (УГО): а) динистора; б) тринистора; в) симистора

 

Принцип работы тринистора

Типичная четырехслойная структура триодного (тринистора) типа р-n- р-n показана на рис. 20. Крайние слои р1 и n2 к которым подведены металлические контакты А и К, являются эмиттерными, а р-n-переходы П1 и П3 – эмиттерными переходами. К катоду и к аноду, подключен источник внешнего напряжения Еа.

 

 

Рис. 20. Рис. 21.

 

Средние слои р2 и n1 представляют собой базовые области. База р2 имеет металлический контакт, называемый управляющим электродом УЭ. Он подключен к внешнему источнику управляющего напряжения Еу. Таким образом четырех слойная структура представляет собой как бы сочетание 2-х транзисторов в одном приборе: комбинация слоев р1-n12 – один транзистор, комбинация слоев n1-p2-n2 – другой. Переход П2 называют коллекторным для обоих транзисторов. Вольтамперная характеристика приведена на рис. 21.

Если ток в цепи управляющего электрода равен нулю Iу=0, а между анодом и катодом приложено небольшое постоянное напряжение (рис. 20), меньшее напряжения включения Uвкл, то переходы П1 и П3 сместятся в прямом направлении, а переход П2 в обратном. При этом большая часть напряжения за счет внешнего Еа будет воспринята обратно смещенным переходом П2.

С повышением внешнего напряжения так Ia растет, так как увеличивается смещение переходов П1 и П3 в прямом направлении. При этом снижение потенциального барьера П3 приводит к инжекции электронов из эмиттера U2 в базу р2, часть из которых, избежав рекомбинации, достигает обратно смещенного коллекторного перехода П2 и перебрасывается его полем в базу n1. Рост концентрации электронов в базе n1 приводит к уменьшению высоты потенциального барьера перехода П1, в результате чего увеличивается инжекция дырок из эмиттера р1 в базу n1. Дырки, продифундировав через базу n1, достигают перехода П2 и перебрасываются его полем в базу р2. При этом их концентрация увеличивается, что приводит к снижению потенциального барьера перехода П3, увеличению инжекции электронов из эмиттера n2 и т.д. Таким образом, в структуре развивается лавинообразный процесс увеличения тока (участок Оа, рис. 21).

Когда внешнее напряжение Uа станет равным Uвкл наступит лавинообразный процесс инжекции основных носителей заряда из эмиттерных областей в базовые. Резкое увеличение концентрации электронов в базе n1 и дырок в базе р2 приводит к быстрому снижению напряжения U2 обратно смещенного перехода П2, а следовательно к уменьшению напряжения на тиристоре, так как Uа=U1+U2 +U3 (рис. 20) – участок ВАХ-ав, на котором рост тока обусловлен уменьшением напряжения.

С развитием лавинообразного процесса, при котором происходит включение тиристора, ток в его внешней цепи растет до значения, определяемого нагрузкой Rн и напряжением Еа. Рабочим участком ВАХ является участок bd. При этом падение напряжения между А и К – невелико, так как все переходы смещены в прямом направлении. Для выключения тиристора необходимо уменьшить прямой ток Iа до значения, не превышающего значения тока удержания Iуд (точка b), или подать на тиристор обратное напряжение. При обратном напряжении переходы П1 и П3 смещаются обратно, а П2 – прямо.

Напряжение включения Uвкл можно уменьшить, если в цепь какой-нибудь из баз (р2), примыкающих к переходу П2, ввести от внешнего источника Еу дополнительное число носителей заряда за счет тока управления Iу. Регулируя значение тока управления можно изменить уровень напряжения включения, при котором возникает лавинообразный процесс размножения носителей заряда. Чем больше ток управления, тем больше инжекция электронов из эмиттера U2 в базу Р2, тем меньше потенциальный барьер П2, тем при меньшем напряжении U2 тиристор включается (рис. 21).

Параметры тиристоров

1. Uвкл. – напряжение включения – прямое напряжение, при котором тиристор переходит из закрытого состояния в открытое. Uвкл. может колебаться в зависимости от типа тиристора, от единиц до нескольких тысяч вольт.

2. Iвкл. – ток включения – прямой ток, при котором тиристор переходит в открытое состояние.

3. Iупр. – ток управления наименьший ток в цепи управляющего электрода, обеспечивающий переход тиристора из закрытого состояния в открытое при данном напряжении на его аноде.

4. Iуд. – ток удерживания (ток выключения) – ток, ниже которого тиристор переходит из открытого соcтояния в закрытое.

5. Uост. – остаточное напряжение – напряжение соответствующее открытому состоянию тиристора (1-2В).

6. U обр.max – максимально допустимое постоянное обратное напряжение.

Маркировка тиристоров

Состоит из четырех элементов:

– 1 элемент – буква К или цифра 2 (кремний);

– 2 элемент – буква:

Н – неуправляемый (динистор);

У – управляемый (тринистор);

С – симметричный (симистор);

– 3 элемент – трехзначные числа, определяющие на какой ток рассчитан тиристор:

101-199 (Iпр. ≤0,3А) – малой мощности;

201-299 (Iпр.=0,3¸10А) – средней мощности;

301-399 (Iпр. >10А) – большой мощности;

– 4 элемент – буква А¸Я параметрическая разновидность тиристоров данной серии.

Имеется другая маркировка тиристоров (с 1985 г.) действующая наряду с приведенной. Она состоит из четырех элементов:

1 элемент – одна или две буквы: Т – тиристор триодный (тринистор); ТС – тиристор симметричный (симистор);

2 элемент – трехзначное число (№ серии);

3 элемент – двух или трехзначное число (номинальный прямой ток, А);

4 элемент – одно- или двухзначное число (величина обратного напряжения в сотнях вольт).

В качестве примера возьмем два типа тиристоров: КУ222Б и Т122-20-12.

КУ222Б







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 665. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия