Измерение параметров полупроводниковых диодов и транзисторов

СОДЕРЖАНИЕ:

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Home Радиотехника Способы проверки транзисторов

Способы проверки транзисторов

Прежде чем рассмотреть способы как проверить исправность транзисторов необходимо знать, как проверять исправность p-n перехода или как правильно тестировать диоды. Именно с этого мы и начнем.

Тестирование полупроводниковых диодов

При тестировании диодов с помощью стрелочных ампервольтомметрами следует использовать нижние пределы измерений. При проверке исправного диода сопротивление в прямом направлении составит несколько сотен Ом, в обратном направлении — бесконечно большое сопротивление. При неисправности диода стрелочный (аналоговый) ампервольтомметр покажет в обоих направлениях сопротивление близкое к 0 (при пробое диода) или бесконечно большое сопротивление при разрыве цепи. Сопротивление переходов в прямом и обратном направлениях для германиевых и кремниевых диодов различно.

Проверка диодов с помощью цифровых мультиметров производится в режиме их тестирования. При этом, если диод исправен, на дисплее отображается напряжение на р-n переходе при измерении в прямом направлении или разрыв при измерении в обратном направлении. Величина прямого напряжения на переходе для кремниевых диодов составляет 0,5. 0,8 В, для германиевых — 0,2. 0,4 В. При проверке диода с помощью цифровых мультиметров в режиме измерения сопротивления при проверке исправного диода обычно наблюдается разрыв как в прямом, так и в обратном направлении из-за того, что напряжение на клеммах мультиметра недостаточно для того, чтобы переход открылся.

Как проверить исправность транзистора

Для наиболее распространенных биполярных транзисторов их проверка аналогична тестированию диодов, так как саму структуру транзистора р-n-р или n-р-n можно представить как два диода (см. рисунок выше), с соединенными вместе выводами катода, либо анода, представляющими собой вывод базы транзистора. При тестировании транзистора прямое напряжение на переходе исправного транзистора составит 0,45. 0,9 В. Говоря проще, при проверке омметром переходов база-эмиттер, база-коллектор исправный транзистор в прямом направлении имеет маленькое сопротивление и большое сопротивление перехода в обратном направлении. Дополнительно следует проверять сопротивление (падение напряжения) между коллектором и эмиттером, которое для исправного транзистора должно быть очень большое, за исключением описанных ниже случаев. Однако есть свои особенности и при проверке транзисторов. На них мы и остановимся подробнее.

Одной из особенностей является наличие у некоторых типов мощных транзисторов встроенного демпферного диода, который включен между коллектором и эмиттером, а также резистора номиналом около 50 Ом между базой и эмиттером. Это характерно в первую очередь для транзисторов выходных каскадов строчной развертки. Из-за этих дополнительных элементов нарушается обычная картина тестирования. При проверке таких транзисторов следует сравнивать проверяемые параметры с такими же параметрами заведомо исправного однотипного транзистора. При проверке цифровым мультиметром транзисторов с резистором в цепи база-эмиттер напряжение на переходе база-эмиттер будет близким или равным 0 В.

Другими «необычными» транзисторами являются составные, включенные по схеме Дарлингтона. Внешне они выглядят как обычные, но в одном корпусе имеется два транзистора, соединенные по схеме, изображенной на рис. 2. От обычных их отличает высокий коэффициент усиления — более 1000.

Тестирование таких транзисторов особенностями не отличается, за исключением того, что прямое напряжение перехода база-эмиттер составляет 1,2. 1,4 В. Следует отметить, что некоторые типы цифровых мультиметров в режиме тестирования имеют на клеммах напряжение меньшее 1,2 В, что недостаточно для открывания р-n перехода, и в этом случае прибор показывает разрыв.

Тестирование однопереходных и программируемых однопереходных транзисторов

Однопереходный транзистор (ОПТ) отличается наличием на его вольт-амперной характеристике участка, с отрицательным сопротивлением. Наличие такого участка говорит о том, что такой полупроводниковый прибор может использоваться для генерирования колебаний (ОПТ, туннельные диоды и др.).

Однопереходный транзистор используется в генераторных и переключательных схемах. Для начала разберем, чем отличается однопереходный транзистор от программируемого однопереходного транзистора. Это несложно:

  • общим для них является трехслойная структура (как у любого транзистора) с 2мя р-n переходами;
  • однопереходный транзистор имеет выводы, называемые база 1 (Б1), база 2 (Б2), эмиттер. Он переходит в состояние проводимости, когда напряжение на эмиттере превышает значение критического напряжения переключения, и находится в этом состоянии до тех пор, пока ток эмиттера не снизится до некоторого значения, называемого током запирания. Все это очень напоминает работу тиристора;
  • программируемый однопереходный транзистор имеет выводы, называемые анод (А), катод (К) и управляющий электрод (УЭ). По принципу работы он ближе к тиристору. Переключение его происходит тогда, когда напряжение на управляющем электроде превышает напряжение на аноде (на величину примерно 0,6 В — прямое напряжение р-n перехода). Таким образом, изменяя с помощью делителя напряжение на аноде, можно изменять напряжение переключения такого прибора т.е. «программировать» его.

Чтобы проверить исправность однопереходного и программируемого однопереходного транзистора следует измерить омметром сопротивление между выводами Б1 и Б2 или А и К для проверки на пробой. Но наиболее точные результаты можно получить, собрав схему для проверки однопереходных и программируемых однопереходных транзисторов (см. схему ниже — для ОПТ — рис. слева, для программируемого ОПТ — рис. справа).

Проверка цифровых транзисторов

Рис. 4 Упрощенная схема цифрового транзистора слева, Справа — схема тестирования. Стрелка означает «+» измерительного прибора

Другими необычными транзисторами являются цифровые (транзисторы с внутренними цепями смещения). На рис 4. выше изображена схема такого цифрового транзистора. Номиналы резисторов R1 и R2 одинаковы и могут составлять либо 10 кОм, либо 22 кОм, либо 47 кОм, или же иметь смешанные номиналы.

Цифровой транзистор внешне не отличается от обычного, но результаты его «прозвонки» могут поставить в тупик даже опытного мастера. Для многих они как были «непонятными», так таковыми и остались. В некоторых статьях можно встретить утверждение — «тестирование цифровых транзисторов затруднено. Лучший вариант — замена на заведомо исправный транзистор». Бесспорно, это самый надежный способ проверки. Попробуем разобраться, так ли это на самом деле. Давайте разберемся, как правильно протестировать цифровой транзистор и какие выводы сделать из результатов измерений.

Для начала обратимся к внутренней структуре транзистора, изображенной на рис.4, где переходы база-эмиттер и база-коллектор для наглядности изображены в виде двух включенных встречно диодов. Резисторы R1 и R2 могут быть как одного номинала, так и могут отличаться и составлять либо 10 кОм, либо 22 кОм, либо 47 кОм, или же иметь смешанные номиналы. Пусть сопротивление резистора R1 будет 10 кОм, a R2 — 22 кОм. Сопротивление открытого кремниевого перехода примем равным 100 Ом. В частности, эту величину показывает стрелочный авометр Ц4315 при измерении сопротивления на пределе х1.

В прямом направлении цепь база-коллектор рассматриваемого транзистора состоит из последовательно соединенных резистора R1 и сопротивления собственно перехода база-коллектор (VD1 на рис. 1). Сопротивлением перехода, так как оно значительно меньше сопротивления резистора R1, можно пренебречь, и этот замер даст величину, приблизительно равную значению сопротивления резистора R1, которое в нашем примере равно 10 кОм. В обратном направлении переход остается закрытым, и ток через этот резистор не течет. Стрелка авометра должна показать «бесконечность».

Цепь база-эмиттер представляет собой смешанное соединение резисторов R1, R2 и сопротивления собственно перехода база-эмиттер (VD2 на рис. 4 слева). Резистор R2 включен параллельно этому переходу и практически не изменяет его сопротивления. Следовательно, в прямом направлении, когда переход открыт, ампервольтомметр вновь покажет величину сопротивления, приблизительно равную значению сопротивления базового резистора R1. При изменении полярности тестера переход база-эмиттер остается закрытым, и ток протекает через последовательно соединенные резисторы R1 и R2. В этом случае тестер покажет сумму этих сопротивлений. В нашем примере она составит приблизительно 32 кОм.

Как видите, в прямом направлении цифровой транзистор тестируется так же, как и обычный биполярный транзистор, с той лишь разницей, что стрелка прибора показывает значение сопротивления базового резистора. А по разности измеренных сопротивлений в прямом и обратном направлениях можно определить величину сопротивления резистора R2.

Теперь рассмотрим тестирование цепи эмиттер-коллектор. Эта цепь представляет собой два встречно включенных диода, и при любой полярности тестера его стрелка должна была бы показать «бесконечность». Однако, это утверждение справедливо только для обычного кремниевого транзистора.

В рассматриваемом случае из-за того, что переход база-эмиттер (VD2) оказывается зашунтированным резистором R2, появляется возможность открыть переход база-коллектор при соответствующей полярности измерительного прибора. Измеренное при этом сопротивление транзисторов имеет некоторый разброс, но для предварительной оценки можно ориентироваться на значение примерно в 10 раз меньшее сопротивления резистора R1. При смене полярности тестера сопротивление перехода база-коллектор должно быть бесконечно большим.

На рис. 4 справа подведен итог вышесказанному, которым удобно пользоваться в повседневной практике. Для транзистора прямой проводимости стрелка будет означать «-» измерительного прибора.

В качестве измерительного прибора необходимо использовать стрелочные (аналоговые) АВОметры с током отклонения головки около 50 мкА (20 кОм/В).

Следует отметить, что вышеизложенное носит несколько идеализированный характер, и на практике, могут быть ситуации, требующие логического осмысления результатов измерений. Особенно в случаях, если цифровой транзистор окажется дефектным.

Как проверить полевой МОП-транзистор

Существует несколько разных способов проверки полевых МОП-транзисторов. Например такой:

  • Проверить сопротивление между затвором — истоком (3-И) и затвором — стоком (3-С). Оно должно быть бесконечно большим.
  • Соединить затвор с истоком. В этом, случае переход исток — сток (И-С) должен прозваниваться как диод (исключение для МОП-транзисторов, имеющих встроенную защиту от пробоя — стабилитрон с определенным напряжением открывания).

Самой распространенной и характерной неисправностью полевых МОП-транзисторов является короткое замыкание между затвором — истоком и затвором — стоком.

Другим способом является использование двух омметров. Первый включается для измерения между истоком и стоком, второй — между истоком и затвором. Второй омметр должен иметь высокое входное сопротивление — около 20 МОм и напряжение на выводах не менее 5 В. При подключении второго омметра в прямой полярности транзистор откроется (первый омметр покажет сопротивление близкое к нулю), при изменении полярности на противоположную транзистор закроется. Недостаток этого способа — требования к напряжению на выводах — второго омметра. Естественно, цифровые мультиметры для этих целей не подходит. Это ограничивает применение такого способа проверки.

Еще один способ похож на второй. Сначала кратковременно соединяют между собой выводы затвора и истока для того, чтобы снять имеющийся на затворе заряд. Далее к выводам истока-стока подключают омметр. Берут батарейку напряжением 9 В и кратковременно подключают ее плюсом к затвору, а минусом — к истоку. Транзистор откроется и будет открыт некоторое время после отключения батарейки за счет сохранения заряда. Большинство полевых МОП-транзисторов открывается при напряжении затвор-исток около 2 В.

При тестировании полевых МОП-транзисторов следует соблюдать особую осторожность, чтобы не вывести его из строя транзистор статическим электричеством.

Как определить структуру и расположения выводов транзисторов, тип которых неизвестен

При определении структуры транзистора, тип которого неизвестен, следует путем перебора шести вариантов — определить вывод базы, а затем измерить прямое напряжение на переходах. Прямое напряжение на переходе база-эмиттер всегда на несколько милливольт выше прямого напряжения на переходе база-коллектор (при пользовании стрелочного мультиметра сопротивление перехода база-эмиттер в прямом направлении несколько выше сопротивления перехода база-коллектор). Это связано с технологией производства транзисторов, и правило применимо к обыкновенным биполярным транзисторам, за исключением некоторых типов мощных транзисторов, имеющих встроенный демпферный диод. Полярность щупа мультиметра, подключенного при измерениях на переходах в прямом направлении к базе транзистора укажет на тип транзистора: если это «+» — транзистор структуры n-p-n, если «-» — структуры р-n-р.

методич_указ_ЭБЭ. Исследование статических характеристик полупроводниковых приборов методические указания

Название Исследование статических характеристик полупроводниковых приборов методические указания
Анкор методич_указ_ЭБЭ.doc
Дата 26.04.2020
Размер 0.71 Mb.
Формат файла
Имя файла методич_указ_ЭБЭ.doc
Тип Исследование
#5937
страница 1 из 3
Подборка по базе: Общая характеристика.docx, 5. Характеристики тел и веществ. Лабораторная работа №4«Сравнени, Реферат — Испытания при повышенных температурах. Исследование по, 5. МЕДИКО-ТАКТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭПИДЕМИЧЕСКИХ ОЧАГОВ ИНФЕКЦ, Практика_1_Энергетические и световые характеристики.pptx, Общая характеристика Олимпийских видов лыжного спорта..docx, План характеристики страны.doc, ЛЕКЦИЯ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОРИЧЕСКОЙ НАУКИ И ЕЕ МЕТОДОЛОГИЯ..do, Современные полупроводниковые светоизлучающие диоды характеризую, Общая характеристика HRMS БОСС-Кадровик.doc.

Кафедра Электроакустики и ультразвуковой техники

И. Г. Сидоренко, П. В.Пашков, М. М. Шевелько, С. Ю. Шевченко

Исследование статических характеристик

к выполнению лабораторных работ по курсу «Элементная база электроники»

Пособие посвящено изучению основного состава элементов электроники, их назначению, классификации, конструктивному исполнению, основным характеристикам, правилам обозначения.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Рис. 1
Лабораторный стенд для исследования статических вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов (рис. 1) в своем составе содержит:

  • исследуемые полупроводниковые приборы (диод (1), стабилитрон(2), тиристор(3), биполярный транзистор(4), полевой транзистор(5));
  • встроенный блок питания, обеспечивающий стенд тремя независимо изменяющимися напряжениями;
  • универсальный цифровой мультиметр для измерения токов и напряжений с индикацией результатов на двухстрочном жидкокристаллическом дисплее. В нижней части лицевой панели лабораторного стенда расположены кнопки управления схемой коммутации с индикацией ее состояния посредством светодиодов, а также ручки потенциометров, управляющих напряжениями встроенных источников питания E1, E2 и E3.

Изменение состояния схемы коммутации стенда производится однократным нажатием соответствующей кнопки и удержанием ее в течение 0,5 сек. В правом верхнем углу находится жидкокристаллический дисплей мультиметра с кнопками переключения страниц выводимой информации. Расположение страниц следующее:

В левом верхнем углу — выключатель питания (Сеть). В средней зоне – мнемосхема лабораторного стенда.

На задней панели расположены сетевой предохранитель и разъем связи с ЭВМ. Все измерения, выполняемые в ходе выполнения лабораторной работы, проводятся на постоянном токе.

Для снижения влияния температуры при прогреве исследуемых полупроводниковых приборов в ходе эксперимента используются облегченные режимы их работы, соответствующие начальным участкам их вольт-амперных характеристик. С целью повышения чистоты экспериментов в области высоких токов и напряжений рекомендуется проводить кратковременные измерения с промежутками между ними, достаточными для охлаждения прибора.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ВОЛЬТ — АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИОДА И СТАБИЛИТРОНА
Цель работы

  1. Изучение статических вольт-амперных характеристик диода и стабилитрона;
  2. Приобретение навыков экспериментального измерения статических вольт — амперных характеристик маломощных полупроводниковых приборов.

Краткие теоретические сведения
Полупроводниковыми диодами называют двухэлектродные полупроводниковые приборы с выпрямляющим электрическим переходом. В качестве выпрямляющего электрического перехода применяется pn-переход, гетеропереход или выпрямляющий контакт металла с полупроводником (диод Шоттки).

В зависимости от способа изготовления диоды бывают точечными, сплавными, эпитаксиальными и др.

По функциональному назначению диоды делятся на выпрямительные, универсальные, импульсные, смесительные, детекторные, модуляторные, переключающие, умножительные, стабилитроны (стабисторы), варикапы, туннельные, обращенные, параметрические, фотодиоды, светодиоды, лазерные диоды, магнитодиоды, диоды Ганна и др.

Подавляющее большинство полупроводниковых диодов представляет собой структуру, состоящую из областей nтипа и pтипа, имеющих различную концентрацию примесей и разделенных электронно-дырочным переходом.

Электрод диода, подключённый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление ), называют анодом , подключённый к отрицательному полюсу — катодом . Условное обозначение диода на схемах приведено на рис. 1.

Рис. 1. Условное обозначение диода
Независимо от способа изготовления полупроводникового диода концентрация примесей в базе (Б) всегда меньше, чем в эмиттере (Э), поэтому электронно-дырочный переход оказывается сдвинутым в область базы, то есть является несимметричным. Вследствие низкой концентрации примеси база обладает значительным сопротивлением.

На рис. 2 показан пример pnструктуры, изготовленной по комбинированной технологии, широко используемой при производстве интегральных схем.

Рис. 2. p-n-структура полупроводникового диода
На кремниевой подложке n + -типа (с высокой концентрацией примесей) выращивают эпитаксиальный слой nтипа (с низкой концентрацией примесей). Затем поверхность выращенного слоя окисляют, в результате чего образуется изоляционный слой SiO2 толщиной около 1мкм, в котором создают окна и через них методом диффузии вводят акцепторную примесь, изменяющую тип электропроводимости выращенного кристалла. В результате образуется p+-слой с высокой концентрацией примеси, отделенный от nобласти электронно-дырочным переходом. Затем осуществляют омические контакты с n+ и p+ областями путем напыления алюминия. В процессе изготовления кремниевой пластины создается большое количество одинаковых pn структур. Такую пластину разделяют на отдельные кристаллики, каждый из которых монтируют в герметичном металлическом, пластмассовом или стеклянном корпусе, защищающем кристалл от воздействия окружающей среды, а базу и эмиттер через омические контакты соединяют с внешними выводами.
Вольт-амперная характеристика диода
Режим работы диода определяется его вольт-амперной характеристикой. Типовая характеристика диода представлена на рис. 3.

Рис. 3. Типовая вольт – амперная характеристика диода
Характеристику диода (при прямом включении) можно аппроксимировать с помощью экспоненциальной функции: . Здесь обратный ток насыщения Is  10 -11 А (для кремниевых диодов) и10 -7 А (для германиевых), коэффициент эмиссии n  1…2 и температурное напряжение UT = kT/q  26 мВ при комнатной температуре. У реальных диодов характеристики отличаются от идеальных за счет наличия омического сопротивления тела полупроводника и выводов, что сказывается на прямой ветви характеристики, и токов утечки из-за загрязнений поверхности кристалла.

При больших обратных напряжениях, начиная с некоторого предела, сопротивление диода резко падает и наступает пробой перехода. Именно этот участок обратной ветви вольт-амперной характеристики, который идет почти параллельно оси токов, используется в качестве рабочего у стабилитронов. При этом характер пробоя может носить как лавинный, так и туннельный характер. Величина напряжения пробоя определяется удельным сопротивлением материала исходного полупроводника и видом механизма пробоя.
Основные параметры диода

  • Постоянное прямое напряжение Uпр – постоянное напряжение на диоде при заданном прямом токе.
  • Постоянный прямой ток Iпр – постоянный ток, протекающий через диод в прямом направлении.
  • Постоянный обратный ток Iобр — постоянный ток, протекающий через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении.
  • Средний прямой ток Iпр.ср. – прямой ток, усредненный за период.
  • Средний обратный ток Iобр.ср. обратный ток, усредненный за период.
  • Дифференциальное сопротивление диода rдиф – отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока.
  • Рабочая частота – частота, при которой обеспечиваются заданные токи, напряжение и мощность.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона
Стабилитрон (диод Зенера) полупроводниковый диод , предназначенный для стабилизации напряжения в источниках питания . Условное обозначение стабилитрона приведено на рис. 4. По сравнению с обычными диодами стабилитрон имеет достаточно низкое регламентированное напряжение пробоя (при обратном включении) и может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока.

Рис. 4. Условное обозначение стабилитрона

Материалы, используемые для создания p-n -перехода стабилитронов, имеют высокую концентрацию примесей. Поэтому, при относительно небольших обратных напряжениях в переходе возникает сильное электрическое поле , вызывающее его электрический пробой , в данном случае являющийся обратимым (если не наступает тепловой пробой вследствие слишком большой силы тока).

Типовая статическая вольт-амперная характеристика стабилитрона представлена на рис. 5.

Рис. 5. Вольт-амперная характеристика стабилитрона
Обратная ветвь характеристики стабилитрона имеет крутой излом, обусловленный резким ростом тока. Этот излом соответствует напряжению стабилизации Uст. При достижении напряжения стабилизации обратный ток резко возрастает. Эффект стабилизации основан на том, что большое изменение тока вызывает малое изменение напряжения . Стабилизация тем лучше, чем круче идет эта кривая и, соответственно, чем меньше дифференциальное внутреннее сопротивление.

Диапазон рабочих токов стабилитрона снизу ограничен минимальным током стабилизации Iст мин, определяемым началом пробоя, а сверху – максимальным током стабилизации Iст макс, определяемым допустимой мощностью рассеяния прибора.

Основные параметры стабилитрона

  • Напряжение стабилизации Uст – напряжение на стабилитроне при заданном токе стабилизации.
  • Допускаемый разброс напряжения стабилизации от номинального ΔUст.ном. максимально допустимое отклонение напряжения стабилизации от номинального для стабилитронов данного типа.
  • Дифференциальное сопротивление стабилитрона rст – отношение приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому приращению тока в заданном диапазоне частот.
  • Температурный коэффициент напряжения стабилизации αст – отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации.
  • Полная емкость стабилитрона C – емкость между выводами стабилитрона при заданном напряжении смещения.

Порядок выполнения работы
1. Исследование вольт-амперных характеристик диода

  1. Нажатием кнопки «Тип прибора» подключить к измерительной схеме исследуемый диод (1);
  2. Установить Еоп= -12 В;
  3. Изменяя значение напряжения Е3 с шагом  0,5 В (погрешность не должна превышать +0,05В), снять зависимость от него обратного тока диода I3;
  4. По полученным значениям построить обратную ветвь статической вольт – амперной характеристики диода (по оси ординат (Y) – ток I3; по оси абсцисс(X) – напряжение Е3).
  5. Установить Еоп= +1 В;
  6. Изменяя значение напряжения Е3 от 0.5 до 0.68 В с шагом  0.05 В Снять зависимость прямого тока диода I3 от напряжения E3.
  7. Установить Еоп= +12 В,
  8. Для трех значений напряжения Е3 0.7, 0.75 и 0.8, снять значения прямого тока диода I3
  9. По полученным в пунктах 6 и 7 значениям построить прямую ветвь статической вольт-амперной характеристики диода (по оси ординат(Y) – ток I3; по оси абсцисс(X) – напряжение Е3).

2. Исследование вольт-амперных характеристик стабилитрона
1. Нажатием кнопки «Тип прибора» подключить к измерительной схеме исследуемый стабилитрон (2);

2. Установить Еоп= -12 В;

3. Изменяя значение напряжения Е3 от — 0.5 до — 0.75 В с шагом  0,05 В снять зависимость обратного тока стабилитрона I3 от напряжения E3.

4. По полученным значениям построить обратную ветвь статической вольт-амперной характеристики стабилитрона (по оси ординат(Y) – ток I3 ; по оси абсцисс(Х) – напряжение Е3).

5. Установить Еоп= +12 В;

6. Изменяя значение напряжения Е3 от 5,5 до 6В шагом  0,05 В (погрешность не должна превышать +0,01В), снять зависимость от него прямого тока стабилитрона I3;

7. По полученным значениям построить прямую ветвь статической вольт-амперной характеристики стабилитрона (по оси ординат(Y) – ток I3; по оси абсцисс (X)– напряжение Е3).
Требования к отчету
Отчет о лабораторной работе должен содержать:

  • краткие теоретические сведения;
  • описание экспериментальной установки;
  • таблицы с результатами экспериментов;
  • графики;
  • выводы по работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
Цель работы:

1. Изучение статических вольт-амперных характеристик полупроводникового биполярного транзистора;

2. Приобретение навыков экспериментального измерения статических вольт-амперных характеристик маломощных полупроводниковых приборов.
Краткие теоретические сведения
Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор , один из типов транзистора . Основная схема структуры биполярного транзистора представлена на рис. 1.

Рис. 1. Простейшая схема устройства транзистора
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же коллектор отличается от эмиттера, главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p-n- перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.

Условное обозначение биполярного транзистора приведено на рис. 2.

Рис. 2. Условное обозначение биполярного транзистора
Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости . По этому способу чередования различают n-p-n- и p-n-p-транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от полевых, основными носителями являются и электроны, и дырки (от слова «би» — «два»).

Биполярные транзисторы используются для усиления и коммутации сигналов и обычно работают в активном режиме, т.е. когда переход база-эмиттер открыт, а база-коллектор закрыт. При этом ток коллектора будет протекать через оба перехода, а ток базы только через переход база-эмиттер. Таким образом, ток эмиттера будет равен сумме токов базы и коллектора (Iэ=Iб + Iк).

Для понимания принципа работы, рассмотрим n-p-nтранзистор, все рассуждения повторяются абсолютно аналогично для случая p-n-p-транзистора, с заменой слова «электроны» на «дырки», и наоборот, а также с заменой всех напряжений на противоположные по знаку.

В n-p-nтранзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере, проходят через открытый переход эмиттер-база ( инжектируются ) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, большая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает электроны (напомним, что они — неосновные носители в базе, поэтому для них переход открыт), и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ=Iб + Iк).

Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк = α Iэ) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α=0.9–0.999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен

β = α / (1−α) =(10÷1000).

Также коэффициент β может быть выражен как отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы:

Таким образом, изменяя малый ток базы, можно управлять значительно большим током коллектора.
Схемы включения биполярного транзистора
Существует несколько схем включения биполярного транзистора:

  • Схема включения с общей базой;
  • Схема включения с общим эмиттером;
  • Схема включения с общим коллектором;

Любая схема включения транзистора характеризуется такими основными показателями:

  • Коэффициент усиления по току ΔIвых\ΔIвх;
  • Входное сопротивление Rвх=ΔUвх\ΔIвх;
  • Выходное сопротивление Rвых.

Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора
Для каждой из схем включения транзистора различают три группы вольт-амперных характеристик:

входные – зависимости входного тока от входного напряжения при фиксированном выходном напряжении;

выходные зависимости выходного тока от выходного напряжения при фиксированном входном напряжении;

проходные – зависимости выходного тока от входного напряжения при фиксированном выходном напряжении.

Таким образом, могут быть получены семейства соответствующих вольт-амперных характеристик транзистора. В качестве примера на рис. 3 представлены типовые семейства соответственно входных и выходных вольт-амперных характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, на которых выделены характерные области режимов:

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

1. Устав внутренней жизни духовно-нравственного

патриотического учения «Горлица» (Выписка, адаптированная для рядовых воинов)…………………………………………….2

2. Вопросы для самопроверки по уставу учения «Горлица»

Для рядовых участников…………………………………………….8

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Авторы-составители: Малыгин Н.А., Потудинский А.А., Гудков С.А.

Исследование вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов: метод. указ. к лаб. работе/Самарский гос. аэрокосмический ун-т; Сост.: Н.А. Малыгин, А.А Потудинский, С.А. Гудков, Самара, 2013, 16с.

Приведены краткие теоретические сведения об основных параметрах полупроводниковых диодов, охарактеризованы основные их типы, а также сведения и основных параметрах биполярных транзисторов и особенности их вольт-амперных характеристик. Даны указания по выполнению работы, оформлению отчета, контрольные вопросы

Методические указания предназначены для студентов специальностей 210201, 211000, 160903, 162500, изучающих курсы «Аналоговая и цифровая электроника», «Основы радиоэлектроники», «Основы радиоэлектроники и связи», «Основы теории радиотехнических систем» и «Основы электроники»

Составлены на кафедре ‘Радиотехнические устройства»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ (шифр 87Л-01(1))

Цель работы: изучить основные параметры полупроводниковых диодов и снять их вольт-амперные характеристики.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Особенности полупроводниковых диодов

Полупроводниковый диод представляет собой электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним р-n- переходом b двумя внешними выводами от областей кристалла с разными типами электропроводности. Именно р-n- переход является основой любого полупроводникового диода и определяет его свойства, технические характеристики и параметры [1—3]. Как и р-n- переходы , диоды по конструктивно-технологическому принципу подразделяют на плоскостные и точечные. Наиболее распространены плоскостные диоды. Точечные диоды, имеющие малую емкость р-n-перехода, используются лишь в весьма высокочастотном диапазоне и при малых токах.

Теоретическая связь между прямым током Iпр и приложенным к р-n-переходу прямым напряжением Uпр определяется выражением

где I— обратный ток насыщения или тепловой ток;

γ — коэффициент, равный единице для германия и одному-двум для кремния; ϕт= kT/q — температурный потенциал; q — заряд электрона; k — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура.

Значение обратного тока I можно определить из уравнения (I), заменив значение Uпр на Uo6p . Учитывая, что в рабочей части диапазона обратных токов ϕт

1.2 Основные типы полупроводниковых диодов и их параметры

Полупроводниковые диоды находят широкое применение в решении схемотехнических вопросов всех направлений промышленной электроники. Малые массы и габариты, высокое сопротивление обратному и малое сопротивление прямому току, высокое быстродействие позволяют применять их практически в любых изделиях современной электронной техники. По назначению полупроводниковые диоды подразделяют на выпрямительные, высокочастотные и сверхвысокочастотные, импульсные, опорные (стабилитроны), фото- и светодиоды и др.

Выпрямительные диоды. Наиболее часто выпрямительные диоды применяют в качестве выпрямителей переменного тока низкой частоты (50—100000 Гц). Кроме того, выпрямительные диоды широко используют в схемах управления и коммутации для ограничения паразитных выбросов напряжений в цепях с индуктивными элементами, а также в качестве элементов развязки в электрических цепях и др. В зависимости от исходного полупроводникового материала диоды подразделяют на две группы: германиевые и кремниевые. Последние получили наибольшее распространение, поскольку имеют во много раз меньшие обратные токи и большие обратные напряжения по сравнению с германиевыми диодами. Германиевые диоды целесообразно применять при низких напряжениях, поскольку при одинаковых токах падение напряжения на германиевом диоде, смещенном в прямом направлении, меньше, чем на кремниевом диоде.

Основными параметрами выпрямительных Диодов, характеризующими их работу в выпрямительных схемах, являются: среднее за период значение выпрямленного тока Iпр ср, который может длительно проходить через диод при допустимом его нагреве; среднее за период значение прямого напряжения Uпр ср, которое однозначно определяется по вольт-амперной характеристике при заданном значении Iпр ср; предельная частота fmax диапазона частот, в пределах которого ток Диода не уменьшается ниже заданного значения.

Важное значение имеют также параметры предельного электрического режима выпрямительного диода, а именно: максимально допустимое постоянное обратное напряжение Uo6p max , которое длительно выдерживает диод без нарушения нормальной работы; максимально допустимый постоянный ток Iпр max диода. В настоящее время серийно выпускаются выпрямительные столбы и блоки, содержащие в одном корпусе совокупности диодов или полные схемы выпрямителей.

Высокочастотные диоды — это полупроводниковые приборы универсального назначения. Они применяются в тех же электронных устройствах, что и выпрямительные диоды, только при меньшей электрической нагрузке, а также в модуляторах, детекторах, преобразователях частоты и других нелинейных преобразователях электрических сигналов. Выпрямители переменного тока, в которых используют высокочастотные диоды, работают в широком диапазоне частот (до нескольких сотен мегагерц).

Прямая ветвь вольт-амперной характеристики высокочастотного диода не отличается от соответствующей ветви выпрямительного диода. Однако в обратной ветви характеристики вследствие малой площади р-n-перехода участок насыщения практически отсутствует, и обратный ток с ростом напряжения равномерно возрастает за счет токов утечки и термогенерации. Значение постоянных прямых токов точечных высокочастотных диодов не превышает 50 мА, а значения допустимых постоянных обратных напряжений— 150 В. Для микросплавных диодов эти параметры имеют большие значения.

Основным параметром высокочастотных диодов является статическая емкость Ср между внешними выводами. Ее значение определяется барьерной и диффузионной емкостью р-n-перехода. Чем меньше Ср, тем шире диапазон рабочих частот диода. Обычно Ср ≤ 1пФ. Другие параметры высокочастотных диодов те же, что и у выпрямительных. При работе в диапазоне повышенных частот необходимо учитывать инерционность диода, в основе которой лежит процесс накопления заряда около р-n-перехода. Инерционность диода, а также наличие емкости Ср приводят к тому, что на очень высоких частотах амплитуды прямого и обратного токов рабочих сигналов становятся соизмеримыми, и диод теряет свойства односторонней проводимости. На очень высоких частотах используются СВЧ- диоды с очень малым радиусом точечного контакта (2—3 мкм).

Импульсные диоды предназначены для использования в качестве ключевых элементов в устройствах импульсной техники. Конструкция импульсных диодов и их вольт-амперная характеристика такая же, как у высокочастотных диодов. Статические параметры импульсных диодов, включая статическую емкость Ср, также аналогичны соответствующим параметрам выпрямительных и высокочастотных диодов.

Особенность импульсных диодов заключается в следующем. При воздействии на диод резкого перепада напряжения (импульса), смещающего диод в прямом направлении, в базе (n-слое) вблизи р-n-перехода возникает избыточная концентрация неосновных носителей заряда, что приводит к изменению прямого сопротивления диода. Соответствующее импульсное прямое сопротивление Rн может в 1,5—3 раза превышать статическое прямое сопротивление постоянному току RCT . Вследствие этого эффекта возникшее после перепада напряжение на диоде Uпр и max превышает установившееся значение Uпр уст. Поскольку избыточный неравновесный заряд в базе рассасывается не мгновенно, то напряжение Uпр и max снижается до Uпр уст за конечный промежуток времени, называемый временем установления прямого сопротивления (на-напряжения) I . Наиболее эффективным способом снижения tуст является уменьшение толщины базы и времени жизни неравновесных носителей заряда. Существенное снижение времени жизни неравновесных носителей (до 0,5—0,3 не) достигается легированием германия и кремния золотом (так называемые импульсные диоды с золотой связкой). При этом также уменьшаются емкость Ср и обратный ток диода.

Если Uпр уст быстро изменить на запирающее Uобр, то обратный ток резко возрастает до значения Iобр max, существенно превышающего ток I (рисунок 1.а). Такое явление обусловлено тем, что накопившиеся в базе при прохождении прямого тока дырки втягиваются полем р-n-перехода обратно в эмиттер (p-слой). При этом обратное сопротивление резко уменьшается. В результате последующего процесса рекомбинации дырок с электронами, занимающего конечный отрезок времени, концентрация дырок достигает равновесного значения, а обратный ток уменьшается до установившегося значения I. Промежуток времени с момента прекращения прямого тока до момента, когда обратный ток достигает своего установившегося значения, называется временем восстановления обратного сопротивления (тока) tвос диода.

Помимо tуст и tвос импульсные диоды характеризуются максимальным импульсным током Imax. значение которого может существенно превышать ток статического режима Iпр ст, так как при кратковременных (оговоренных в справочниках) импульсах прямого тока (напряжения) можно не опасаться перегрева диода. При проектировании и расчете электрических схем, содержащих диоды, часто необходимы сведения о сопротивлении диода постоянному и переменному току. Сопротивление постоянному току определяется как отношение напряжения к току в данной точке вольт-амперной характеристики (рисунок 2) Rст = U1/I1 при заданном значении I1 или U1. Сопротивление переменному току (динамическое или дифференциальное сопротивление) Rд = dU/dI ≈ ΔU/ΔI, где приращение напряжения ΔU и тока ΔI отсчитывается от точки вольт-амперной характеристики, в которой сопротивление определяется.

В области прямых токов сопротивление Rст больше сопротивления Rд , а в области обратных токов оно меньше сопротивления Rд .

Рисунок 2 — Определение сопротивления диода постоянному и переменному току

2 ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА

Лабораторная работа проводится на стенде 87Л-01, где установлена сменная панель № 1 (рис.3). При выполнении работы используются:

источник постоянного тока (генератор тока) ГТ;

источник постоянного напряжения (генератор напряжения) ГНЗ;

авометр АВМ2 и ампервольтомметр АВО;

диоды 1 (Д9), 2 (Д220) — 2 шт.;

проводники соединительные — 6 шт.

3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Снять прямую характеристику германиевого диода Д9:

а) собрать схему рисунок 3.а;

б) изменяя ток через диод, замерить напряжение на диоде. Интервал и диапазон изменения прямого тока указаны в таблице 1 Ток IF измеряется прибором АВМ2, напряжение UF — прибором АВО.

Рисунок 3 — Снятие и анализ характеристик диодов: а —прямая ветвь; б— обратная ветвь

Iпр, мА 0,04 0,1 0,4
Uпр, В

2.Повторить п. 1 с кремниевым диодом Д220.

3.Снять обратную характеристику германиевого диода Д9:

а)собрать схему рис. 3, б;

б)изменяя обратное напряжение на диоде, измерить ток через диод. Интервал и диапазон изменения обратного напряжения указаны в таблице 2. Напряжение UR измеряется прибором АВМ2, ток IR прибором АВО.

Uобр, В
Iобр, мА

4. Повторить п.3 с кремниевым диодом Д220

Примечание. В случае нарушения балансировки прибора АВО необходимо несколько раз подряд проделать следующие операции. Замкнуть входные гнезда прибора прородником и ручкой «Уст. «О» установить стрелку прибора на «О»; затем разомкнуть входные гнезда АВО и ручкой «Баланс» повторить установку стрелки на «О». В результате нуль должен сохраняться при КЗ и XX на входе прибора.

5.Рассчитать сопротивление постоянному и переменному прямому току исследованных диодов в зависимости от Iпр .

1.Наименование лабораторной работы, ФИО студента.

2.Структурные схемы измерений.

3.Таблицы экспериментальных данных и необходимые расчеты, графики полученных зависимостей.

4.Выводы по работе.

1.Почему контактную разность потенциалов, существующую на р-л-перёходе, нельзя измерить вольтметром?

2.Какими параметрами характеризуются прямая и обратная ветви вольт-амперной характеристики диодов?

3.Какими параметрами отличаются кремниевые диоды от германиевых?

4.Как зависят параметры полупроводниковых диодов от тем-пера.туры?

5.Получите и, постройте теоретическую зависимость от прямого напряжения U„p : а) сопротивления постоянному току, б) сопротивления переменному току.’

6.Охарактеризуйте основные группы полупроводниковых диодов и их параметры.

7. При последовательном включении выпрямительных диодов (в случае отсутствия высоковольтного диода) их часто шунтируют высокоомными резисторами. Для чего это делается?

8.При параллельном включении выпрямительных диодов (в случае отсутствия мощного диода) последовательно с каждым диодом включается добавочное сопротивление, составляющее единицы или доли Ом. Для чего это делается?

9.Импульсы напряжения типа меандр через резистор подаются на полупроводниковый диод. Нарисуйте эпюры напряжения на диоде и тока через диод..

10.В замкнутой последовательной Цепи, содержащей источник напряжения, индуктивность, резистор и ключ, протекает ток. Нарисуйте эпюры напряжения на ключе в момент размыкания ключа для двух случаев: а)индуктивность зашунтирована диодом, б)диод отсутствует.

11.Нарисуйте схему двухполупериодного выпрямителя и объясните его работу.

12.Объясните принцип действия стабилитрона. Какими параметрами характеризуется этот тип диода?

13.Объясните принцип действия варикапа. Как зависят параметры варикапа от частоты сигнала?

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ (шифр 87Л-01(6))

Цель работы: изучить основные параметры биполярного транзистора и снять его статические входные и выходные характеристики при включении транзистора по схеме с общим эмиттером.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Биполярный транзистор является одним из самых распростра- ‘ ненных типов активных элементов. В современной .радиоэлектронике он широко применяется как в дискретном, так и в интегральном исполнении [1—3].

1.1 Особенности биполярных транзисторов

Биполярный транзистор представляет собой совокупность двух встречно включенных взаимодействующих р-n-переходов. Взаимодействие переходов обеспечивается тем, что они расположены достаточно близко друг от друга. Условно можно считать, что транзистор состоит из двух встречно включенных диодов, обладающих одним общим n- или р-слоем. Соответственно этому различают транзисторы р-n-р и n-р-n типа. Центральную область, разделяющую р-n-переходы и электрод, связанный с ней, называют базой Б (В). Два других электрода называют эмиттером Е (Е) и коллектором К (С) (в скобках приведены обозначения, принятые в иностранной литературе). Обычно переход эмиттер-база смещен в прямом направлении, а переход база-коллектор — в обратном.

Так как транзистор имеет три вывода, то включить его в электрическую цепь можно шестью различными способами. Только три из них могут обеспечить усиление мощности сигнала. Один из электродов транзистора обычно является входным, другой — выходным, а третий — общим относительно входа и выхода. В зависимости от того, какой электрод является общим, различают три основные схемы включения транзистора: с общей базой ОБ, общим эмиттером ОЭ, общим коллектором ОК. Зависимость между током и напряжением электродов транзистора может быть выражена как аналитически, так и графически. В инженерной практике расчета устройств на транзисторах широкое применение нашел графический метод с использованием статических вольт-амперных характеристик, сочетающий в себе наглядность и простоту.

1.2 Статические характеристики транзисторов

Ток любого электрода транзистора является функцией двух напряжений U1 и U2, где U1— напряжение между входным и общим электродами, U2— напряжение между выходным и общим электродами. Кроме того, токи электродов связаны соотношением Iэ = Iб+ IК . Таким образом, пять неизвестных параметров режима работы транзистора (U1 , U2, Iб, IК, Iэ ) связаны между собой тремя независимыми уравнениями. Поэтому задание любых двух параметров (аргументов) однозначно определяет значения остальных параметров и, следовательно, режим работы транзистора.

Статической характеристикой называют зависимость тока какого-либо электрода транзистора от одного из аргументов при фиксированном значении другого и медленном изменении варьируемых значений переменных величин с тем, чтобы режим работы практически оставался статическим. Каждая точка характеристики соответствует определенному статическому режиму транзистора (режиму по постоянному току). Задавая различные значения фиксированному аргументу и определяя каждый раз зависимость электродного тока от варьируемого аргумента, получают семейство статических характеристик. Каждая схема включения транзистора характеризуется двумя независимыми семействами статических характеристик. Обычно используются входные и выходные характеристики, удобные для расчета транзисторных устройств. Рассмотрим статические характеристики для схемы с ОЭ, широко используемой в усилительных и импульсных каскадах. Источники напряжения для этой схемы должны быть включены так, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема включения источников питания для схемы с ОЭ

Рисунок 2 — Входные характеристики транзистора

Входные характеристики транзистора в схеме с ОЭ представляют собой зависимость

Эти характеристики можно называть базовыми характеристиками. Их примерный вид для маломощных германиевых транзисторов приведен на рисунке 2 (для кремниевых транзисторов базовые характеристики смещены в область больших Uбэ). При Uкэ =0 оба перехода включены в прямом направлении. Поэтому ток базы равен сумме прямых токов эмиттерного и коллекторного переходов. При |Uкэ| > |Uбэ| коллекторный переход смещается в обратном направлении, и ток базы резко уменьшается. Начиная с Uкэ > 1В входные характеристики практически не отличаются друг от друга.

Выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ представляют собой зависимость

Эти характеристики можно назвать коллекторными. Вид этих характеристик показан на рисунке 3.

Рисунок 3 — Выходные характеристики транзистора

Для того, чтобы транзистор мог работать как усилительный элемент, необходимо выполнение условия |Uкэ| > |Uбэ| (при этом коллекторный переход обратно смещен). Поскольку даже для кремниевого транзистора Uбэ ≤ 0,6B, а для эффективного собирания носителей заряда коллектором необходимо напряжение |Uкб|≈ 0,3—0,4 В, то минимальное напряжение на коллекторе, при котором транзистор еще находится в усилительном режиме, равно Uкэ нас ≈ 1 В. Это напряжение называется напряжением насыщения. В активной (усилительной) области коллекторный ток в соответствии с теорией работы идеального транзистора не должен зависеть от напряжения, а определяться только током базы. Однако приращение ΔUкэ частично падает на эмиттерном переходе, вызывая приращение ΔIэ и дополнительное приращение тока Iк. К тому же при увеличении Uкэ растет и коэффициент усиления базового тока В. Поэтому наклон выходных характеристик имеет конечное значение. В схеме с ОБ этот наклон заметно меньше.

При уменьшении напряжения Uкэ менее Uкэ нас происходит приоткрывание коллекторного перехода. В этом режиме прямой ток коллекторного перехода и эмиттерный ток направлены навстречу друг другу, что приводит к уменьшению результирующего тока Iк. В области насыщения .транзистор теряет усилительные свойства — изменение входного напряжения практически не вызывает изменения выходного напряжения. При слишком больших коллекторных напряжениях, превышающих напряжения пробоя Uкэ проб, происходит резкое возрастание тока Iк и разрушение коллекторного перехода.

При анализе усилителей на транзисторах часто используется еще одна статическая характеристика:

Рисунок 4 — Проходная характеристика транзистора

Эта характеристика называется проходной или передаточной. Она может быть снята самостоятельно или построена с использованием входных — и выходных характеристик. Примерный вид проходной характеристики показан на рисунке 4. По статическим вольт-амперным характеристикам можно определить следующие основные параметры транзистора в схеме с ОЭ:

— входное сопротивление гвх — ΔUбэ /ΔIб при Uкэ = const;

— дифференциальный коэффициент усиления базового тока β = h21Э = ΔIк/ΔIб, при
Uкэ = const;

— выходное сопротивление гвых = Δ Uкэ / Δ Iк при Iб= const;

— крутизна S = ΔIк / ΔUбэ при Uкэ = const.

Необходимо отметить, что параметры транзистора зависят от режима работы, т. е. один и тот же параметр имеет различные значения для разных точек вольт-амперной характеристики.

2 ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА

Лабораторная работа проводится на стенде 87Л-01, где установлена сменная панель № 6 (рисунок 5).

Рисунок 5 — Схема лабораторной установки

При выполнении работы используются:

— источник постоянного тока (генератор тока) ГТ;

— источник постоянного напряжения (генератор напряжения) ГН2;

— авометр АВМ2 и ампервольтомметр АВО;

— транзистор VI (МП40) —1 шт;

— проводники соединительные — 9 шт.

3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Снять входную характеристику транзистора для напряжения Uсе — 5 В:

а)установить напряжение на выходе источника ГН2 равным 5 В. Напряжение контролировать с помощью измерителя выхода ИВ, смонтированного в правой стойке лабораторного стенда. Ток источника ГТ установить равным «О» (ручку регулировки тока повернуть в крайнее левое положение);

б)собрать схему (рис. 5) . Точки Х7, Х8 соединить проводником;

в)изменяя базовый (входной) ток транзистора Iв, замерить напряжение Uбэ на промежутке база-эмиттер. Полученные данные занести в таблицу 1. Ток Iв измеряется прибором АВО (предел I мА), напряжение Uбэ— прибором АВМ2 (предел 0,5В).

Iб, мкА
Uбэ, В

2.Снять семейство выходных характеристик транзистора для нескольких Значений базового тока:

а)прибор АВМ2 отсоединить от точек X5, Х6, переключить на измерение тока и подключить к точкам Х7, Х8;

б)изменяя напряжение UCE с помощью, источника ГН2, для заданных значений тока базы (таблица 2) замерить коллекторный ток Iс. Интервал и диапазон изменения коллекторного напряжения указаны в табл. 2.

Ток Iв измеряется прибором АВО (предел 1 мА), ток Iс — прибором АВМ2 (предел 5, 10, 50 мА), напряжение UCE — прибором ИВ.

Примечание. В случае нарушения балансировки прибора АВО необходимо несколько раз подряд проделать следующие операции. Замкнуть входные гнбзда прибора проводником и ручкой «Уст. 0» установить стрелку прибора на «0»; затем разомкнуть входные гнезда прибора АВО и ручкой «Баланс» повторить установку стрелки на «0». В результате нуль должен сохраняться при КЗ и XX на входе прибора.

1.По экспериментально снятым входным и выходным характеристикам построить проходную характеристику транзистора для UCE = 5 В.

2.При Iв = 300 мкА. и UCE = 5 В определить входное сопротивление rвх, коэффициент усиления по току β, выходное сопротивление rвsх , крутизну S.

1.Наименование работы, ФИО студента.

3.Таблицы экспериментальных данных и необходимые расчеты, графики полученных зависимостей.

4.Выводы по работе.

1. Принцип действия биполярного транзистора.

2. Подключение источников смещения и направление электронных токов в схемах включения транзистора: а) с ОВ; б) с ОЭ; в)с ОК.

3.Основные параметры транзистора и их определение.

4.Зависимость параметров транзистора от: а) режима работы; б)температуры; в) частоты.

5.Статические характеристики биполярного транзистора (определение, особенности формы) для схемы: а) с ОБ; б) с ОЭ.

6.Основные соотношения для токов и напряжений в транзисторе.

7. Физические эквивалентные схемы транзистора при включении по схеме: а) с ОБ; б) с ОЭ.

8.Формальные эквивалентные схемы транзистора.

9.Особенности транзисторов в дискретном и интегральном исполнении.

Исследование вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов

Составители: Н.А. Малыгин, А.А Потудинский, С.А. Гудков

Самарский государственный аэрокосмический

Университет имени академика С.П. Королева

443086, Самара, Московское шоссе, 34.

| следующая лекция ==>
Служение командира отделения | Общевоинские уставы Вооруженных сил Российской Федерации 2012

Дата добавления: 2015-10-15 ; просмотров: 1608 . Нарушение авторских прав

Измерение параметров полупроводниковых диодов и транзисторов

Название работы: Исследование характеристик и параметров полупроводниковых диодов. Исследование статических характеристик и параметров биполярных транзисторов

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Исследовать основные характеристики и параметры полупроводниковых диодов (ПД), влияние на них температуры окружающей среды. Изучить статические характеристики и дифференциальные параметры полевого транзистора, исследовать влияние температуры на работу транзистора.

Дата добавления: 2020-11-17

Размер файла: 356 KB

Работу скачали: 1 чел.

Федеральное агентство связи

федерального государственного образовательного бюджетного учреждения

высшего профессионального образования

Московского технического университета связи и информатики

Физические основы электроники

студент 3 курса

специальность 21 0700

ст. билет № 7 БИН 11123

доц. Перепеченков Н.Ф.

Лабораторная работа №1

Исследование характеристик и параметров

Цель работы: Исследовать основные характеристики и параметры полупроводниковых диодов (ПД), влияние на них температуры окружающей среды.

Рис. 1. Принципиальная схема проведения измерений

Формула для расчета:

  1. Снимаем прямую ветвь ВАХ полупроводникового диода. Результаты измерений заносим в таблицу протокола (табл. 1) и строим график полученной зависимости i = f ( U ).
  1. Снимаем прямую ветвь ВАХ для стабилитрона. Результаты измерений заносим в таблицу протокола (табл. 4) и строим график полученной зависимости i = f ( U ).
  1. Снимаем обратную ветвь ВАХ полупроводникового диода. Результаты измерений заносим в таблицу протокола (табл. 2) и строим график полученной зависимости i обр = f ( U обр ).
  1. Снимаем обратную ветвь ВАХ для стабилитрона. Результаты измерений заносим в таблицу протокола (табл. 3) и строим график полученной зависимости i обр = f ( U обр ).

Рис. 1. Графики зависимости i = f ( U )

Вывод: проанализировав графики прямой ветви, выяснили, что у Ge напряжение меньше, чем у Si , так как ширина запрещенной зоны у Si больше, поэтому там больше электронов. У стабилитрона при большом обратном напряжении наступает пробой перехода

Лабораторная работа №2

Исследование статических характеристик и параметров

Цель работы: Исследовать основные статистические характеристики и параметры биполярных транзисторов, познакомиться с методикой измерения характеристик и обработкой экспериментальных данных.

Рис. 2. Принципиальная схема проведения измерений

Входные и управляющие характеристики

Рис. 1. Входные характеристики

Выходные характеристики транзистора

Рис. 2. Выходные характеристики

Вывод: по входным характеристикам видно, что ток базы много меньше тока коллектора. А семейство выходных характеристик напоминает обратную ветвь полупроводника.

Лабораторная работа №3

Исследование полевого транзистора с управляющим переходом

Цель работы: Изучить статические характеристики и дифференциальные параметры полевого транзистора, исследовать влияние температуры на работу транзистора.

Рис. 3. Схема полевого транзистора с управляющим p — n -переходом ( n канал)

U СИ = 1/3 U СИ ДОП = 8 В

U СИ = 2/3 U СИ ДОП = 16 В

Рис. 1. Стокозатворные характеристики

U ЗИ = 0,25 U ПОР

Рис. 2. Выходные характеристики

Вывод: по стокозатворной характеристике видно, что тип управляющего канала n . По выходной характеристике видно, что при протекании тока по каналу, в нем создается различное падение напряжения, за счет этого ширина канала будет различна.

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Спорт Лекция 6.8 ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИОДОВ, ТРАНЗИСТОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Любое современное радиоэлектронное устройство строится на базе полупроводниковых элементов: диодов, транзисторов и ин­тегральных схем. Характеристики всœех этих элементов даются в виде паспортных данных. При этом реальные характеристики в боль- шинстве случаев не совпадают с паспортными данными. Поэтом в тех случаях, когда разработчик не располагает справочными дан­ными или желает получить более точные сведения об имеющихся в его распоряжении полупроводниковых элементах, необходим провести измерения своими силами и определить наиболее важ­ные их параметры.

К таким параметрам у полупроводниковых диодов и транзис­торов относятся прямое и обратное сопротивления по постоянно­му току, прямые и обратные токи и емкости р—n-переходов, им­пульсные параметры (прямое импульсное напряжение, время ус­тановления и восстановления падения напряжения на p—n-пере­ходе), а также статические параметры транзисторов.

Для интегральных схем параметрами являются быстродействие, потребляемая мощность, помехоустойчивость и нагрузочная спо­собность.

УЭ 6.8-1 Проверка исправности диодов при помощи омметра.Она может быть произведена при помощи обычного пробника или омметра. Зная полярность омметра, легко определить полярность диода, гак как в случае, когда омметр показывает минимальное сопро­тивление, полярности диода и омметра совпадают. Показания омметра (в омах) при изменении полярности диода будут соот­ветствовать прямому Rnp и обратному Rобр сопротивлениям по по­стоянному току.

Для исправного диода имеет место Rобр » Rnp

При проверке исправности диодов желательно использовать омметр с низковольтной батареей Е= 1,5. 2 В, чтобы не превы­сить напряжения пробоя. Важно заметить, что для силовых и точечных диодов это условие не обязательно, так как Uобр 10 В, для стабилитронов Uo6p ≤ 8 В. При этом для СВЧ-диодов Uo6p -7 А на всю шкалу.

Обслуживание и ремонт радиотелевизионной аппаратуры

3.12. Методы проверки, измерения параметров и замены электронных компонентов

Измерение сопротивлений . Приступая к освещению и изучению этой темы, надо сразу же понять и усвоить, что измерить величину сопротивления непосредственно вообще нельзя. Никаким способом и никаким прибором. Ее можно только определенным образом пересчитать по итогам двух других измерений: величине тока, протекающего через данное сопротивление, и величине приложенного напряжения. Поэтому измерение сопротивления всегда и во всех случаях является косвенным измерением.

Существует немало разных способов и схем определения величины сопротивления: мостовые схемы, схемы замещения и др. Но наиболее распространенным и широко используемым в так называемых «омметрах» способом является способ вольтметра-амперметра.

Сущность его исключительно проста и состоит в том, что к элементу, сопротивление которого хотят определить (например, к резистору), подключают источник постоянного тока с точно известной величиной напряжения, измеряют силу тока, протекающего при этом через резистор, и по формуле закона Ома вычисляют величину сопротивления.

На практике, разумеется, это выглядит иначе. Элемент, сопротивление которого хотят измерить, подключают к входным клеммам измерительного прибора, внутри которого заранее сформирована схема одновременного измерения величины тока и сравнения этой величины с заранее калиброванным по величине постоянным напряжением, а результат такого сравнения заранее пересчитан в числовые показания шкалы прибора, калиброванной в единицах сопротивления.

Между тем даже эта простая методика имеет два разных варианта электрической схемы, показанные на рис. 3.39. Схема рис. 3.39, а, называемая последовательной, предназначена для измерения больших сопротивлений – от единиц ом до единиц мегаом. Схема рис. 3.39, б применяется в основном при измерении сопротивлений величиной мене 1 Ом.

Рис. 3.39. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений

Во всех случаях измерительный прибор (омметр или универсальный тестер) укомплектован внутренним источником постоянного напряжения, величина которого должна обеспечивать с некоторым запасом отклонение стрелки измерителя тока на всю шкалу при любых режимах работы. Обычно таким источником напряжения служат один или несколько гальванических элементов с напряжением 1,5…4,5 В.

Пользование омметром предполагает его обязательную калибровку перед каждым измерением. Для последовательной схемы (рис. 3.39, а) она заключается в следующем: при разомкнутой входной цепи (измеряемое сопротивление R х не подключено) винтом механического корректора измерительной головки стрелку прибора устанавливают на крайнее левое оцифрованное деление шкалы, обычно помечаемое значком «¥» (бесконечность). Затем замыкают входные клеммы прибора накоротко и регулятором «Установка нуля» добиваются совмещения стрелки прибора с крайним правым оцифрованным делением шкалы, помеченным цифрой «0». Если это сделать не удается, значит, напряжение внутреннего источника недостаточно, что свидетельствует о необходимости замены разряженных элементов питания на свежие.

Нужно сразу же подчеркнуть, что операцию «Установка нуля» необходимо производить каждый раз при переходе от одного предела измерения к любому другому, т.е. при каждом переключении шкалы «Множитель R».

При измерении малых сопротивлений по схеме рис. 3.39, б крайние оцифрованные значения шкалы меняются местами: «нуль» оказывается у левого края шкалы, а «¥» – у правого. При этом важно помнить, что во второй схеме измерительная цепь остается замкнутой и при отключенном измеряемом сопротивлении (входные клеммы разомкнуты), что приводит к быстрой разрядке элементов питания. Поэтому при наличии в приборе второй схемы обязательно должен иметься выключатель, разрывающий цепь источника питания. Включать вторую схему следует непосредственно перед калибровкой и началом измерения, а сразу же по окончании измерения – отключать.

Общим недостатком всех омметров такого типа является весьма существенная неравномерность шкалы, а также довольно большая погрешность, составляющая 4…10% в средней части шкалы и заметно возрастающая в области обоих крайних значений, что существенно сужает область применения приборов этого класса.

При необходимости осуществлять более точные замеры величин сопротивлений используют приборы, построенные по принципу измерительных мостов. Их применяют не только для измерения активных сопротивлений, но и для измерения величин емкостей и индуктивностей (см. ниже), в связи с чем существует много схем, различающихся как методом измерения, так и технологией самого процесса измерения. Достаточно упомянуть такие приборы как мост Томсона-Кельвина для измерения очень малых сопротивлений, мост Вина для измерения частоты, мосты Цикнера, Андерсона, Шеринга для измерения величин емкости и индуктивности и т.п.

Однако измерительные мосты предназначаются в основном для проведения лабораторно-исследовательских работ и в целях измерения сопротивлений при обслуживании и ремонте аппаратуры практически не используются.

В заключение темы следует привести исключительно важное предупреждение: омметром категорически запрещается измерять что-либо во включенном аппарате или приборе. Если возникла необходимость пользования омметром, аппарат надо отключить от питающей сети, затем разрядить (замкнуть накоротко) выходные конденсаторы фильтра всех выпрямителей (если их несколько), потом с помощью вольтметра убедиться, что в цепи, подлежащей измерению, не осталось никаких постоянных или переменных напряжений, и только после этого подключать омметр.

А для того, чтобы полностью исключить влияние на результат измерения других составляющих измеряемой цепи, один из выводов измеряемого элемента (резистора, катушки индуктивности) лучше всего временно отключить от схемы (отпаять).

Измерение величин емкости и индуктивности . Измерение величин емкости и индуктивности осуществляется по одному и тому же принципу, одними и теми же измерительными приборами и даже по одной и той же методике, поэтому две эти темы объединены в одну и оба вида измерений рассматриваются совместно.

В основе этих измерений лежат два принципиально разных метода: мостовой и резонансный. На рис. 3.40, а приведена схема простейшего симметричного моста, образованного четырьмя одинаковыми по величине резисторами. Помимо этих резисторов мост характеризуется двумя диагоналями: вертикальной (на рисунке), к краям которой подключается источник постоянного напряжения, и горизонтальной, в разрыв которой включен измеритель тока (или напряжения – это не принципиально).

Рис. 3.40. Схема симметричного измерительного моста:

а – первоначальная; б – после изъятия резистора R3

Поскольку величины всех резисторов одинаковы, то при подключении напряжения питания в обеих параллельных ветвях (R1 + R2 и R3 + R4) установятся токи одинаковой величины, а, следовательно, и одинаковые падения напряжения на всех четырех резисторах. Это в свою очередь означает, что потенциалы точек В и Г будут равны, а следовательно разность потенциалов между этими точками будет равна нулю.

Понятно, что никакого тока или напряжения измерительный прибор в этом случае не покажет, а про сам этот случай принято говорить, что мост сбалансирован.

Теперь обратим внимание на замечательную особенность схемы сбалансированного моста: отсутствие тока или напряжения в измерительной диагонали при полном балансе плеч моста никак не зависит ни от величины приложенного напряжения, ни от его полярности, а, следовательно, и от того, какое напряжение приложено к мосту – постоянное или переменное (при этом – любой частоты).

Показания измерительного прибора могут возникнуть только в том случае, если будет нарушен баланс моста, т.е. изменится величина одного из плеч моста (любого).

Анализируя схему моста, нетрудно придти к еще одному выводу: мост останется сбалансированным, даже если не все четыре резистора будут одинаковой величины. Достаточно, чтобы обеспечивались равенства R1 = R3 и R2 = R4.

Если «питать» мост не постоянным, а переменным напряжением, а все четыре резистора заменить на четыре конденсатора с одинаковой емкостью или на четыре катушки с одинаковой индуктивностью, то сущность моста ничуть не изменится: он будет оставаться сбалансированным до тех пор, пока не изменится абсолютная величина одного из компонентов, составляющих плечи моста.

Теперь представим себе, что в нашей первоначальной схеме вместо постоянного резистора R1 включен реостат с изменяющейся величиной сопротивления, допустим, от нуля до 100 кОм, на оси которого закреплена шкала и стрелка-указатель, градуированные в величинах сопротивления, а резистор R3 исключен вообще.

Тогда схема моста примет вид, как на рис. 3.40, б, и через прибор потечет ток, вызвав отклонение стрелки. Теперь, не меняя ничего в схеме, подключим вместо изъятого резистора R3 некий неизвестный резистор, величину которого мы хотим установить, и начнем вращать ручку реостата, наблюдая за показанием прибора.

Если номинал измеряемого резистора лежит в пределах от нуля до 100 кОм, то при каком-то положении реостата величины их сопротивлений сравняются, наступит баланс моста и показания прибора станут нулевыми. Состояние моста в этом положении будет уравновешенным, и мы будем вправе утверждать, что величина сопротивления измеряемого резистора в точности равна величине сопротивления реостата при данном угле поворота его оси. А поскольку углу поворота его оси точно соответствует оцифрованное значение сопротивления на его шкале, то, значит, такую же величину имеет и измеряемое сопротивление.

Ну, а теперь остался всего один шаг для перехода от моста для измерения сопротивлений к универсальному мосту для измерения сопротивлений, емкостей и индуктивностей.

Все виды измерительных мостов (а их существует довольно много) характеризуются исключительно малой величиной погрешности и мало зависят от величины и вида напряжения, питающего мост. Это позволяет в случае измерения емкостей и индуктивностей применять переменные напряжения самых разных частот, что делает измерения максимально приближенными к реальным условиям работы компонентов в той или иной схеме, а также измерять другие параметры (скажем, тангенс угла потерь конденсатора) на конкретной интересующей нас частоте.

Другой метод измерения емкостей и индуктивностей основан на явлении электрического резонанса, и по технике измерения он еще проще, чем измерения с помощью моста. Он также построен на принципе замещения неизвестной емкости или индуктивности другой образцовой деталью с изменяемой величиной (калиброванный переменный конденсатор или катушка с изменяемой индуктивностью).

Схема прибора подобного типа для измерения емкости конденсатора изображена на рис. 3.41. Установив переключатель S в левое (по схеме) положение и подключив к входным клеммам прибора измеряемый конденсатор С х , подают на образовавшийся резонансный контур высокочастотное напряжение от генератора и, изменяя его частоту, добиваются резонанса контура, отмечаемого по максимальному показанию вольтметра.

Рис. 3.41. Схема резонансного измерителя емкости

После этого, не меняя частоту генератора, переводят переключатель в правое положение и, изменяя на этот раз емкость переменного конденсатора С, снова настраивают контур в резонанс. Переключая попеременно переключатель влево-вправо, убеждаются, что в обоих случаях контур настроен точно в резонанс, а это возможно только в том случае, если емкости обоих конденсаторов одинаковы. А поскольку шкала образцового переменного конденсатора точно отградуирована в величинах емкости, то по его показанию определяют и емкость измеряемого конденсатора.

Таков общий принцип устройства резонансного измерителя емкости, который иначе называют еще волномером.

Если в этой схеме катушку L заменить на конденсатор постоянной емкости, а вместо конденсатора С применить катушку с регулируемой величиной индуктивности, то, подключая к входным клеммам катушку с неизвестной индуктивностью, получим прибор для измерения величины индуктивности.

На практике такие приборы укомплектованы набором сменных или коммутируемых встроенных образцовых катушек индуктивности и конденсаторов, что позволяет производить измерения в широком диапазоне величин емкости и индуктивности. Чаще всего такие измерители не имеют встроенного источника высокочастотного сигнала и используются совместно с отдельным генератором.

Заметим, что при отсутствии специальных средств измерения емкость конденсатора и индуктивность катушки с достаточной для практических нужд точностью можно определить с помощью самого простого тестера любого класса точности и источника «сетевого» напряжения с частотой 50 Гц.

Для этого, к примеру, конденсатор неизвестной емкости через реостат с возможно большим сопротивлением подключают к источнику переменного напряжения, величина которого на результате измерения вообще не сказывается. После этого, постепенно уменьшая величину сопротивления реостата и попеременно измеряя падения напряжения на конденсаторе и на реостате, добиваются точного равенства этих напряжений.

Это оказывается возможным только в том случае, когда реактивное сопротивление конденсатора Z с точно равно активному сопротивлению реостата.

Отключив цепь от источника напряжения, тем же тестером измеряют величину сопротивления реостата, которое будет равно Z с конденсатора. А дальше, зная эту величину и частоту переменного напряжения (50 Гц), находят емкость конденсатора из формулы:

Z с =1/2πfC , где С – емкость конденсатора, Ф; f – частота переменного напряжения, Гц; Z C – сопротивление конденсатора, Ом.

Измерительные схемы в практике измерений используются очень широко, особенно при измерениях параметров готовых изделий – приемников, телевизоров, магнитофонов и т.п. В качестве иллюстрации приведем несколько таких схем, используемых при аттестационных испытаниях радиоприемников (рис. 3.42).

Рис. 3.42. Измерительные схемы, используемые при аттестационных измерениях параметров

а – избирательности; б – чувствительности

Измерение параметров и проверка полупроводниковых приборов .

Для диодов любого типа проверка обычно ограничивается измерением прямого и обратного сопротивлений с помощью любого тестера и позволяет выявить две возможные неисправности диода: внутренний обрыв и короткое замыкание (пробой).

При этих измерениях, тем не менее, надо знать некоторые особенности полупроводниковых диодов, прямо влияющие на результат измерения. Первое из них состоит в том, что сопротивление диода в «прямом» (проводящем) направлении сильно зависит от величины приложенного напряжения, поэтому у одного и того же диода прямое сопротивление, измеренное на двух разных шкалах одного и того же омметра, может различаться в несколько раз. Например, у диода типа КД105Г прямое сопротивление по шкале омметра с множителем «1» составляет 20 Ом, а по шкале с множителем «10» – 130 Ом, а у диода Д311А – 10 и 35 Ом соответственно. Поэтому любая проверка диода на «целостность» преследует цель не измерения абсолютного значения его сопротивления, а уверенности в том, что это сопротивление отлично от нуля, т.е. что диод не пробит.

Чтобы убедиться в том, что диод не имеет внутреннего обрыва, достаточно сравнить его сопротивления, измеренные в прямом и обратном направлениях (т.е. при перемене полярности щупов тестера). У любого исправного диода эта разница составляет, по меньшей мере, сотни раз, поскольку «обратное» сопротивление измеряется сотнями килоом или мегаомами.

Несколько иначе обстоит дело с проверкой параметров транзисторов, поскольку в ряде практических случаев (чаще всего при замене вышедшего из строя транзистора транзистором другого типа) нужно определить коэффициент усиления нового транзистора или его способность генерировать. В этих случаях приходится прибегать к метрологическим измерениям либо с помощью стандартных средств измерения, либо с помощью измерительных схем.

Из имеющихся стандартных приборов для измерения параметров маломощных биполярных транзисторов можно рекомендовать измеритель типа Л2-54, а для проверки мощных транзисторов – Л2-69. Если таких или аналогичных приборов нет в наличии, можно воспользоваться измерительными схемами на базе обычных «стрелочных» приборов магнитоэлектрической системы – миллиамперметров и микроамперметров.

На рис. 3.43 приведено несколько таких схем, с помощью которых можно измерить основные параметры, характеризующие транзистор. Схема рис. 3.43, а предназначена для измерения обратного тока коллектора, а с помощью схемы рис. 3.43, б можно измерить обратный ток коллектор-эмиттер или один из коэффициентов передачи тока.

Рис. 3.43. Схемы для измерения основных характеристик биполярных транзисторов

С помощью схемы рис. 3.43, в можно измерить обратный ток эмиттера, однако при такой проверке высокочастотных транзисторов, особенно с диффузионным эмиттерным переходом, надо проявлять особую осторожность, поскольку даже малейшее превышение допустимого паспортного значения напряжения может привести к пробою транзистора.

Коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала можно определить, пользуясь схемой рис. 3.43, г. Установив переменным резистором R некоторое значение тока коллектора, близкое к среднему паспортному значению, записывают соответствующее этому току значение тока базы. Затем немного увеличивают ток базы с помощью резистора R и снова записывают новую величину тока базы. Коэффициент передачи тока в этом случае будет равен дроби (I к1 – I к2 )/(I б1 – I б2 ).

Статический коэффициент передачи тока h 21э можно измерить, воспользовавшись измерительной схемой рис. 3.43, д. При этом сопротивления резисторов R1 и R2 должны быть много больше сопротивления участка база-эмиттер транзистора. Так как ток базы приблизительно равен частному от деления напряжения источника U п на сопротивление резистора R2 и остается постоянным, то

При замене полупроводниковых приборов следует руководствоваться существующими системами их обозначения.

Система обозначений, принятая в Японии и других странах Юго-Восточной Азии ( JIS ). Название прибора состоит из пяти элементов.

Первый элемент (цифра) обозначает вид прибора:

0 – фотодиод, фототранзистор;

Второй элемент (буква S) указывает на то, что прибор полупроводниковый.

Третий элемент определяет тип проводимости и класс прибора:

А – высокочастотный p — n — p -транзистор;

B – низкочастотный p — n — p -транзистор;

C – высокочастотный n — p — n -транзистор;

D – низкочастотный n — p — n -транзистор;

E – прибор с четырехслойной p — n — p -структурой;

H – однопереходный транзистор;

J – полевой транзистор с p -каналом;

K – полевой транзистор с n -каналом;

М – симметричный тиристор;

R – выпрямительный диод;

S – слаботочный диод;

T – лавинный диод;

V – диод с переменной емкостью (варикап);

Четвертый элемент (число, начиная с 11) обозначает номер разработки прибора.

Пятый элемент отражает усовершенствование прибора:

А – первая модификация;

B – вторая модификация.

В конце маркировки могут быть дополнительные индексы N, M, S, C и цифра, указывающие на отношение к специальным стандартам.

2SA1512 – высокочастотный кремниевый транзистор p-n-p типа;

2SD1541 – низкочастотный кремниевый транзистор n-p-n типа.

В маркировке на корпусе транзистора два первых элемента обозначения не указывают: A1512, D1541.

Система обозначений, принятая в США ( JEDEC ) . Название полупроводникового прибора состоит из трех элементов.

Первый элемент – цифра, соответствующая количеству p-n-переходов:

Второй элемент – буква N, означающая, что прибор является полупроводниковым.

Третий элемент – серийный номер разработки прибора.

Иногда в конце обозначения прибора могут стоять несколько букв, указывающих на его модификацию.

Примеры обозначения: 1N4007 – диод, серийный номер которого 4007;

2N5401 – транзистор, серийный номер которого 5401.

Система обозначений, принятая в Европе ( PRO — ELECTRON ) . Название полупроводникового прибора состоит из двух букв и трех цифр. Для промышленной и специальной аппаратуры название состоит из трех букв и двух цифр.

Первая буква – тип полупроводникового материала:

C – арсенид галлия;

D – антимонид индия;

R – другие материалы.

Вторая буква означает функциональное назначение прибора:

A – маломощный диод (кроме фотодиодов, стабилитронов, туннельных и мощных диодов);

B – диод с переменной емкостью (варикап);

C – маломощный низкочастотный транзистор;

D – мощный низкочастотный транзистор;

E – туннельный диод;

F – маломощный высокочастотный транзистор;

L – мощный высокочастотный транзистор;

S – маломощный биполярный ключевой транзистор;

R – маломощный переключающий транзистор;

U – мощный переключающий транзистор;

T – мощный тиристор;

P – фотодиод, фототранзистор;

X – умножительный диод;

Y – мощный выпрямительный диод;

G – несколько приборов в одном корпусе;

M – датчик Холла;

BF423 – кремниевый маломощный высокочастотный транзистор;

BU508D – кремниевый мощный переключающий транзистор.

При замене полупроводниковых диодов и стабилитронов следует руководствоваться следующим.

Тип диода, если позволяет место, наносится на его корпус.

Вывод катода диодов и стабилитронов обозначается цветным кольцом. Стабилитроны маркируются буквой Z с указанием напряжения стабилизации. Например, Z6.8V – стабилитрон на 6,8 В.

Некоторые фирмы-изготовители указывают на корпусе прибора его тип. Например, R2M – стабилитрон на напряжение 150 В.

В схемах аппаратуры PANASONIC стабилитроны обозначают следующим образом: МАХХХ, где МА обозначает стабилитрон, первая цифра Х – тип материала, последующие три цифры ХХХ – напряжение стабилизации, В.

Примеры обозначения: — MA2062 – стабилитрон с напряжением стабилизации 6,2 В;

— МА2560 – стабилитрон с напряжением стабилизации 56 В;

— MA4180 – стабилитрон с напряжением стабилизации 18 В.

В случае отсутствия каких-либо надписей на диоде или стабилитроне подбор аналога проводят на основе анализа конкретной электрической схемы.

Исправность диодов и стабилитронов проверяют, замеряя мультиметром прямое и обратное сопротивления перехода. Испытательное напряжение «прозвонки» должно быть не менее 0,7 В. Нужный предел измерений на мультиметре обычно обозначается значком « ». Исправным считается диод, у которого прямое сопротивление составляет 300…600 Ом, а обратное – более 100 кОм.

Проверить исправность высоковольтных диодов и столбов из-за низкого проверочного напряжения мультиметра не представляется возможным. В этом случае на проверяемый диод от отдельного источника подают постоянное напряжение 50…100 В через ограничительный резистор сопротивлением 10 кОм. Замеряют ток через диод в прямом и обратном включениях, после чего делают вывод об исправности диода.

Измерение параметров полупроводниковых диодов и транзисторов

В механике есть такие устройства, которые пропускают воздух или жидкость только в одном направлении. Вспомните, как вы накачивали колесо велосипеда или автомобиля. Почему, когда вы убирали шланг насоса, воздух не выходил из колеса? Потому что на камере, в пипочке, куда вы вставляете шланг насоса, есть такая интересная штучка – ниппель. Вот он как раз пропускает воздух только в одном направлении, а в другом направлении блокирует его прохождение.

Электроника – эта та же самая гидравлика или пневматика. Но весь прикол заключается в том, что в электронике вместо жидкости или воздуха используется электрический ток. Если провести аналогию: бачок с водой – это заряженный конденсатор, шланг – это провод, катушка индуктивности – это колесо с лопастями

которое невозможно сразу разогнать, а потом невозможно резко остановить.

Тогда что такое ниппель в электронике? А ниппелем мы будем называть радиоэлемент – диод. И в этой статье мы познакомимся с ним поближе.

Что такое диод

Полупроводниковый диод представляет из себя элемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении. Это своеобразный ниппель ;-).

Некоторые диоды выглядят почти также как и резисторы:

А некоторые выглядят чуточку по другому:

Есть также и SMD исполнение диодов:

Диод имеет два вывода, как и резистор, но у этих выводов, в отличие от резистора, есть определенные названия – анод и катод ( а не плюс и минус, как говорят некоторые неграмотные электронщики). Но как же нам определить, что есть что? Есть два способа:

1) на некоторых диодах катод обозначают полоской, отличающейся от цвета корпуса

2) можно проверить диод с помощью мультиметра и узнать, где у него катод, а где анод. Заодно проверить его работоспособность. Этот способ железный ;-). Как проверить диод с помощью мультиметра можно узнать в этой статье.

Если подать на анод плюс, а на катод минус, то у нас диод “откроется” и электрический ток спокойно по нему потечет. А если же на анод подать минус, а на катод – плюс, то ток через диод не потечет. Своеобразный ниппель ;-). На схемах простой диод обозначают вот таким образом:

Где находится анод, а где катод очень легко запомнить, если вспомнить воронку для наливания жидкостей в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на схему диода. Наливаем в воронку, и жидкость у нас очень хорошо бежит, а если ее перевернуть, то попробуй налей-ка через узкое горлышко воронки ;-).

Характеристики диода

Давайте рассмотрим характеристику диода КД411АМ. Ищем его характеристики в интернете, вбивая в поиск “даташит КД411АМ”

Для объяснения параметров диода, нам также потребуется его ВАХ

1) Обратное максимальное напряжение Uобр – это такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток Iобр – сила тока при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести к полному тепловому разрушению диода. В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется 700 Вольт.

2) Максимальный прямой ток Iпр – это максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении. В нашем случае это 2 Ампера.

3) Максимальная частота Fd , которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

Виды диодов

Стабилитроны

Стабилитроны представляют из себя те же самые диоды. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют. А стабилизируют они напряжение. Но чтобы стабилитрон выполнял стабилизацию, требуется одно условие. Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся. В Вольт амперной характеристике (ВАХ) диода используется положительная ветвь – прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ – обратное направление.

Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-). Круто, не правда ли? Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры – Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона – это напряжение стабилизации (Uст). Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон – это минимальный и максимальный ток (Imin, Imax). Измеряется в Амперах.

Выглядят стабилитроны точно также, как и обычные диоды:

На схемах обозначаются вот так:

Светодиоды

Светодиоды – особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет – это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения. Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже.

Предельное обратное напряжение (Uобр) может достигать 10 Вольт. Максимальный ток (Imax) будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА. Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Резистор можно рассчитать по нехитрой формуле, но в идеале лучше использовать переменный резистор, подобрать нужное свечение, замерять номинал переменного резистора и поставить туда постоянный резистор с таким же номиналом.

Лампы освещения из светодиодов потребляют копейки электроэнергии и стоят дешево.

Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов. Смотрятся очень красиво.

На схемах светодиоды обозначаются так:

Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления

Ну и осветительные светодиоды – это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

Светодиод – это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Как проверить светодиод можно узнать из этой статьи.

Тиристоры

Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода – управляющего электрода (УЭ). Основное применение тиристоров – это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Выглядят тиристоры примерно как диоды или транзисторы. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр – Iос,ср. – среднее значение тока, которое должно протекать через тиристор в прямом направлении без вреда для его здоровья. Немаловажным параметром является напряжение открытия тиристор – (Uу), которое подается на управляющий электрод и при котором тиристор полностью открывается.

а вот так примерно выглядят силовые тиристоры, то есть тиристоры, которые работают с большой силой тока:

На схемах триодные тиристоры выглядят вот таким образом:

Существуют также разновидности тиристоров – динисторы и симисторы. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение. Симисторы – это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током.

Диодный мост и диодные сборки

Производители также несколько диодов заталкивают в один корпус и соединяют их между собой в определенной последовательности. Таким образом получаются диодные сборки. Диодные мосты – одна из разновидностей диодных сборок.

На схемах диодный мост обозначается вот так:

Существуют также и другие виды диодов, такие как варикапы, диод Ганна, диод Шоттки и тд. Для того, чтобы их всех описать, нам не хватит и вечности.

Диоды и Транзисторы

Диоды и Транзисторы, их назначение и свойства

Диод- это полупроводниковое устройство, содержащее один p-n переход и два вывода. Положительный вывод диода называется анод, отрицательный вывод называется катод. Существует два вида подключения диода к электрической цепи: прямое и обратное включения. При прямом включении, когда катод подключен к отрицательному потенциалу, а анод — к положительному потенциалу, через диод протекает ток. При обратном включении, когда катод подключен к положительному потенциалу, а анод — к отрицательному потенциалу, диод заперт, ток через него не протекает.
Чаще всего диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий и арсенид галлия. Наиболее часто применяются кремниевые диоды, так как они могут работать при большом обратном напряжении.
Существует несколько типов диодов по их функциональному назначению. Диоды бывают выпрямительные, импульсные, стабилитронные, варикапы, туннельные, диоды Шоттки и другие.
Диоды применяются для выпрямления переменного тока в постоянный ток, для стабилизации напряжения. В современных приборах, например производства abb диоды обеспечивают автоматическую подстройку частоты, создают частотную модуляцию в усилителях, работают в качестве электронного ключа.
Транзистор- это полупроводниковый преобразовательный прибор, который имеет два p-n перехода и три вывода. Выводы транзистора называются коллектор, эмиттер и база. Когда на базу не подано напряжение, путь от коллектора к эмиттеру для тока закрыт и выключен. Слабый ток, подаваемый на базу, открывает путь от коллектора к эмиттеру и позволяет пропускать через транзистор ток большой силы. В схемах направление стрелки в транзисторе показывает направление протекания тока. При работе транзистора в усилительном режиме эмиттерный переход открыт, а коллекторный переход закрыт. Это достигается соответствующим включением источника питания.
Транзисторы делятся на биполярные и полевые. Способы включения транзисторов: с общей базой, с общим коллектором и с общим эмиттером.
Транзисторы способны усиливать мощность, ток и напряжение. Они позволяют входным сигналом управлять током в цепи.

Количество просмотров: 9913

Комментарии к статье:

Автор комментария: в
Дата: 2013-03-26

Радио сайт

Радио 1995 [12]
Радио 1997 [12]
Радио 1999 [12]
Радио 2010 [12]
Радио 2012 [0]
Радио 2014 [0]
Железо 2010 [12]
Железо 2012 [11]
Upgrade 2011 [48]
Upgrade 2013 [48]
Электроника [2708]
Электротехника [344]
Радиоаматор 2011 [12]
Радиоаматор 2013 [10]
Библиотека ремонта [4]
Upgrade Special 2012 [5]
Ремонт и Сервис 2010 [12]
Ремонт и Сервис 2012 [12]
Радиоконструктор 2011 [12]
Радиоконструктор 2013 [12]
Массовая радиобиблиотека [1057]
Современная электроника [12]
Главная » 2014 » Август » 3 » Испытание и исследование полупроводниковых приборов

Испытание и исследование полупроводниковых приборов — В книге изложены основные принципы и методы измерения полупроводниковых приборов, дана оценка погрешностей измерения параметров. Описаны методы измерения статических параметров, параметров двухполюсника и четырехполюсника с помощью малого сигнала, импульсных параметров, шумовых и тепловых параметров, параметров высокочастотных полупроводниковых приборов и др. Приведены особенности конструирования измерительного и испытательного оборудования.

Название: Испытание и исследование полупроводниковых приборов
Автор: Аронов В. Л., Федотов Я. А.
Издательство: Высшая школа
Год: 1975
Страниц: 325
Формат: PDF
Размер: 52,2 МБ
Качество: Отличное
Язык: Русский

Предисловие
Введение
Глава I Основные принципы и методы измерения электрических параметров полупроводниковых приборов
§ 1.1 Метод замещения
§ 1.2. Генератор тока я генератор напряжения в технике измерения полупроводниковых приборов
§ 1.3. Мостовые методы
§ 1.4. Методы измерения параметров, представляющих собой отрезки времени
§ 1.5. Методы, основанные на преобразования результатов измерения в цифровой код
Глава II. Оценки погрешности измерения параметров полупроводниковых приборов
§ 2.1. Классификация погрешностей измерения
§ 2.2. Количественное представление погрешности измерения
§ 2.3. Суммирование частных погрешностей измерения
§ 2.4. Пример оценки погрешности измерительной установки
Глаза III. Измерение статических параметров полупроводниковых приборов
§ 3.1. Статические характеристики
§ 3.2. Статические параметры диодов и транзисторов
§ 3.3. Измерения статических параметров диодов и транзисторов
§ 3 4. Измерение малых обратных токов
§ 3.5. Измерения статических характеристик полупроводниковых приборов с отрицательным сопротивлением и с «разрывными» характеристиками
Глава IV. Измерение параметров эквивалентных двухполюсника в четырехполюсника с помощью малого сигнала
§ 4.1. Малосигнальные параметры полупроводниковых приборов на низких частотах
§ 4.2. Методы измерения параметров на низких частотах
§ 4.3. Измерение малосигнальных параметров полупроводниковых приборов на высоких частотах
§ 4.4. Измерение параметров на сверхвысоких частотах
Глава V. Измерение параметров эквивалентных схем полупроводниковых приборов
§ 5.1. Измерение емкостей полупроводниковых приборов
§ 5.2. Измерение последовательных сопротивлений диодов
§ 5.3. Параметры эквивалентной схемы биполярного транзистора
§ 5.4. Измерение граничной частоты транзисторов
§ 5.5. Измерение базового сопротивления транзисторов
§ 5.6. Измерение индуктивностей выводов полупроводниковых приборов
§ 5.7. Измерение параметров эквивалентных схем полевых транзисторов
§ 5.8. Измерение параметров эквивалентной схемы туннельных диодов
Глава VI. Измерение импульсных параметров полупроводниковых приборов
§ 6.1. Импульсные параметры полупроводниковых диодов
§ 6.2. Методы измерения импульсных параметров полупроводниковых диодов
§ 6.3. Импульсные параметры транзисторов
§ 6.4. Методы измерения импульсных параметров транзисторов
§ 6.5. Измерение импульсных параметров триодных тиристоров
Глава VII. Исследования и измерение шумовых параметров полупроводниковых приборов
§ 7.1. Шумовые параметры двухполюсника и четырехполюсника
§ 7.2. Измерение шумовой температуры двухполюсника
§ 7.3. Измерение шумовых параметров четырехполюсников на низкой частоте
§ 7.4. Измерение коэффициента шума транзисторов на высоких и сверхвысоких частотах
Глава VIII. Исследования и контроль тепловых характеристик полупроводниковых приборов
§ 8.1. Методы измерения электрических параметров в диапазоне температур
§ 8.2. Методы исследования температуры в активной области прибора
§ 8.3. Измерение теплового сопротивления
§ 8.4. Испытания на устойчивость полупроводниковых приборов к температурным воздействиям
Глава IX. Измерение параметров генераторных высокочастотных полупроводниковых приборов
§ 9.1. Измерение отдаваемой мощности полупроводниковых приборов, работающих в схеме автогенератора
§ 9.2. Измерение отдаваемой мощности, коэффициента усиления и к. п. д. полупроводниковых приборов, работающих в схеме генератора с независимым возбуждением
§ 9.3 Измерение параметров структуры и эквивалентной схемы
Глава X. Испытания полупроводниковых приборов на надежность
§ 10.1. Виды испытаний на надежность
§ 10.2. Основные понятия надежности
§ 10.3 Распределение отказов во времени. Количественные показатели надежности
§ 10.4. Обработка результатов испытаний. Понятие о доверительной интервале
§ 10.5. Оценка качества продукции на соответствие нормам технических условий. Определение объема выборки
§ 10.6. Классификация отказов. Роль критериев годности в оценке результатов
§ 10.7. Цели и задачи испытаний
Глава XI. Особенности конструирования измерительного и испытательного оборудования для полупроводниковых приборов
§ 11.1. Контактодержатель для подключения полупроводниковых приборов к измерительной схеме
§ 11.2. Защита полупроводниковых приборов от случайных перегрузок
§ 11.3. Методы подавления паразитной генерации испытуемого прибора в схеме измерения
§ 11.4. Основные принципы компоновки измерительных установок
Литература

Определение параметров полупроводниковых приборов по их статическим вольтамперным характеристикам

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(Государственный Технический Университет)

Контрольное домашнее задание по дисциплине

«Электротехника и Электроника»

«Определение параметров полупроводниковых приборов по их

статическим вольтамперным характеристикам»

студент 921 учебной группы

доцент Полубедов В.С.

1. Назначение полупроводникового прибора

2. Электрические параметры полупроводникового прибора

3. Предельные эксплуатационные данные полупроводникового прибора

4. Вольтамперные характеристики полупроводникового прибора

5.Определение параметров полупроводниковых приборов по их статическим вольтамперным характеристикам

1. Назначение полупроводникового прибора

1) Выпрямительный Диод Д202

Выпрямительным диодом (или выпрямителем) называют компонент электрической цепи, преобразующий переменный ток в постоянный. Обычно это полупроводниковый диод, оказывающий высокое сопротивление току, текущему в одном направлении, и низкое сопротивление току, текущему в одном направлении, и низкое сопротивление току, текущему в обратном направлении.

Д202 – сплавной кремниевый диод, предназначенный для преобразования переменного напряжения частотой до 1 кГц. Конструктивно оформлен в металлостеклянном корпусе с жесткими выводами.

2) Стабилитрон Д808

Полупроводниковым стабилитроном называется полупроводниковый кремневый диод, нормальным режимом работы которого является режим электрического пробоя. Вольтамперная характеристика полупроводниковых кремневых диодов в области электрического пробоя имеет участок, который характеризуется тем, что при изменении тока в больших приделах, величина напряжения на диоде остаётся практически постоянной.

Это свойство использовано для создания приборов осуществляющих стабилизацию напряжения.

Д808 – стабилитрон кремниевый сплавной малой мощности. Предназначен для стабилизации напряжения 7…14 В в диапазоне токов стабилизации 3…33 мА. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами.

Тип стабилитрона приводится на корпусе. Корпус стабилитрона в рабочем режиме служит положительным электродом (анодом). Масса стабилитронане более 1 г.

3) Биполярный транзистор ГТ108

Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор, состоящий изтрех областей с различными типами проводимости и двумя взаимодействующими р-n переходами.

Основное назначение транзистора — усиление или переключение электрических сигналов. В зависимости от чередования областей полупроводниковых слоев различают n-p-n и p-n-p транзисторы.

Транзистор ГТ108 — германиевый сплавной малой мощности. Предназначен для работы в усилительных и импульсных схемах. Выпускается в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Обозначение типа приводится на корпусе. Масса транзистора не более 0,5 г.

2 Электрические параметры полупроводникового прибора

— Постоянное прямое напряжение при Iпр = 400 мА не более 1В;

— Постоянный обратный ток при Uобр = Uобр.макс не более500 мкА;

— Емкость p-n-перехода 79 пФ.

2) Стабилитрон Д808:

— Напряжение стабилизации при Iст = 5 мА:

— Температурный коэффициент напряжения стабилизации, не более:

в диапазоне температур +30. +125°С………………….……0,07%/°С;

в диапазоне температур –60…+70°С……………………………1%/°С;

— Временная нестабильность напряжения стабилизации

при Iст = 5 мА…. ±1%;

— Уход напряжения стабилизации через 5 с после включения, не более:

за последующие 10 мин…………………………………………….20 мВ;

— Постоянное прямое напряжение при Iпр = 50 мА, Т = -60 и +25°С,

— Постоянный обратный ток при Uобр = 1 В, не более………….0,1 мкА;

— Дифференциальное сопротивление, не более:

при Iст = 5 мА и Т = +25°С………………………………………….6 Ом;

при Iст = 5 мА и Т = + 125°С………………………………………15 Ом;

— Тепловое сопротивление……………………………………0,36 °С/мВт;

— Обратное сопротивление при Uобр = 1 В……………………. 1 МОм;

— Гарантийная наработка не менее………………………………. 5000 ч;

3) Транзистор ГТ108:

— Граничная частота передачи тока в схеме с общей базой при Uкб=5 В, Iэ= 1 мА не менее:

ГТ108Б, ГТ108В, ГТ108Г …………………………. ……………. 1МГц;

— Напряжение насыщения коллектор эмиттер при Iк=50мА

Статистический коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала при Uкб=5В, Iэ=1 мА:

— Обратный ток коллектора при Uкб=5В не более:

— Обратный ток эмиттера при Uкб=5 В не более…………………15 мкА;

— Ёмкость коллекторного перехода при Uкб=5 В, f=1 МГц не более…..50 пФ;

— Постоянная времени цепи обратной связи при Uкб= 5 В, Iэ=1 мА,

3. Предельные эксплуатационные данные полупроводникового прибора

— Постоянное (импульсное) обратное напряжение ………………100 В;

— Средний прямой ток:

при наличии теплоотводящего шасси площадью 40 см2 ….…. 400 мА;

без теплоотводящего шасси……………………………………. 100 мА;

без снижения электрических режимов…………………………. 20 кГц;

при снижении величины выпрямленного тока на 10%. 30 кГц;

при снижении величины выпрямленного тока на 30% …………50 кГц;

— Температура окружающей среды………………………… -60. +125°С;

— Относительная влажность при 40°С до…………………………. 98%;

— Давление окружающего воздуха……………………..7х102 — 2х105 Па;

— Вибрационные ускорения (10-600 Гц) до…………………………7,5g;

— Постоянные и ударные ускорения до…………………………….150g;

— Отсутствие механических резонансов при перегрузках 6-10g

— Гарантийная наработка не менее……………………………..5000 ч;

2) Стабилитрон Д808:

— Минимальный ток стабилизации…………………………………..3 мА;

Каждый электрик должен знать:  В чем разница между коботами и промышленными роботами
Добавить комментарий