Исследование кремниевого маломощного стабилитрона типа 1N5201.

3.1 Для снятия вольтамперной характеристики этого диода установите перемычку J1 в положение 4.

3.2 Снимите прямую ветвь вольтамперной характеристики.

3.2.1 Для этого установите тумблер К4 в положение «+», тумблер К3 в положение «мА».

3.2.2 Установите тумблер K1 в положение «U_R». Потенциометром R1 установите напряжение 10 В, что соответствует току, протекающему через диод 10 мА. Значение напряжения в [В] будет полностью соответствовать значению тока в [мА], поскольку сопротивление измерительного резистора R2 в этом случае равно 1 кОм. Переключите тумблер K1 в положение «U». При этом тестер покажет прямое падение напряжения на диоде. Полученные результаты занесите в таблицу 2.1.

3.2.3 Повторите п.3.2.2 для значений токов I[мА]=U_R[В], указанных в таблице 2.1.

3.3 Снимите обратную ветвь вольтамперной характеристики.

3.3.1 Для этого установите тумблер К4 в положение «−», тумблер К3 в положение «мА».

3.3.2 Установите тумблер K1 в положение «U_R». Потенциометром R1 установите напряжение 0,05 В, что соответствует току, протекающему через диод 0,05 мА. Значение напряжения в [В] будет полностью соответствовать значению тока в [мА], поскольку сопротивление измерительного резистора R2 в этом случае равно 1 кОм. Переключите тумблер K1 в положение «U». При этом тестер покажет обратное падение напряжения на диоде. Полученные результаты занесите в таблицу 2.1.

3.3.3 Повторите п.3.3.2 для значений токов I[мА]=U_R[В], указанных в таблице 2.1.

3.4 Постройте вольтамперную характеристику стабилитрона 1N5201. По ней определите минимальное напряжение стабилизации U_СТмин, максимальное напряжение стабилизации U_СТмах, минимальный I_{СТ мин} и максимальный I_{СТ мах} токи стабилизации, считая, что номинальное напряжение стабилизации этого стабилитрона равно 3,3 В, а отклонение напряжения стабилизации не должно превышать ±5 %. При определении указанных параметров воспользуйтесь пояснениями к рис. 2.8. Рассчитайте дифференциальное сопротивление стабилитрона r_Диф при обратном смещении используя выражение (2.12).

4. Сделайте выводы по работе, сравнив сопоставимые параметры исследуемых диодов. Опишите области применения исследуемых диодов.

При определении параметров диодов, воспользуйтесь пояснениями к рис.2.3 и 2.8. В таблице 2.2 приведены основные параметры исследуемых диодов.

 

Таблица 2.2 – Параметры исследуемых диодов

Тип диода	Материал	Применение	UПр, В	UОбр max, В	IОбр , мкА	IПр max , мА	UCT, В	ΔUCT, %	IСТ max , мА	IСТ min , мА	rДиф, Ом
ГД508А	Ge	Импульсный	0,6		3-20		-	-	-	-	-
1N4148	Si	Универсальный	1,0		0,025		-	-	-	-	-
SB1100	Si	Диод Шотки	0,4		0,5-2		-	-	-	-	-
1N5201	Si	Стабилитрон	-	-	-		3,3	±5
REF 1004-2.5	Si	Опорный стабилитрон	-	-	-		2,5	±0,05		0,1	0,02

 

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Приведите структуру и энергетическую диаграмму р-п перехода, находящегося в термодинамическом равновесии.

2. Приведите структуру и энергетическую диаграмму р-п перехода, находящегося в прямом смещении.

3. Приведите структуру и энергетическую диаграмму р-п перехода, находящегося в обратном смещении.

4. Приведите ВАХ р-п перехода и укажите на ней основные параметры перехода.

5. Приведите классификацию диодов и области их применения.

6. Приведете систему условных обозначений диодов, а также их условно-графические обозначения.

7. Приведите основные параметры выпрямительных диодов.

8. Приведите основные параметры импульсных диодов. Укажите их особенности.

9. Приведите основные параметры стабилитронов. Укажите основные методы стабилизации напряжения с помощью диодов.

10. Приведите основные особенности диодов Шотки.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 

Исследование статических характеристик основных типов биполярных транзисторов, применяемых в системах контроля и управления судовым оборудованием

Цель работы – изучить физические процессы, статические вольтамперные характеристики, графическое определение малосигнальных параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

[1, с.52-72]; [4, с.208-275]; [8, с.42-52].

Лабораторные схемы

В данной лабораторной работе снимаются статические характеристики и по ним рассчитываются малосигнальные параметры биполярных транзисторов 3 различных типов. Все исследуемые образцы установлены на единой плате и подключаются перестановкой соответствующей перемычки. Нумерация образцов на плате следующая:

1. Кремниевый транзистор Дарлингтона п-р-п типа КТ3102Е.

2. Кремниевый диффузионно-эпитаксиальный транзистор п-р-п типа КТ315Е.

3. Кремниевый диффузионно-эпитаксиальный транзистор п-р-п типа ВС547.

4. Германиевый сплавной биполярный транзистор р-п-р типа МП41А.

В данной лабораторной работе исследуется кремниевый диффузионно-эпитаксиальный транзистор п-р-п типа КТ315Е.

Исследование статических характеристик биполярного транзистора при его включении по схеме с общим эмиттером проводится с помощью лабораторного стенда, упрощенная схема которого приведена на рис.3.1.

Требуемый исследуемый биполярный транзистор подключается к измерительному стенду с помощью установки перемычки J1. Переключатель К4 позволяет изменять полярность напряжения U_КЭ, приложенного к коллектору относительно эмиттера. Величина этого напряжения устанавливается потенциометром R1. Переключатель К5 позволяет изменять полярность напряжения U_БЭ, приложенного к базе относительно эмиттера. Величина этого напряжения определяет величину базового тока I_Б и устанавливается потенциометром R2. Измерение напряжения U_КЭ и величины коллекторного тока I_К, осуществляется вольтметром V1. Измерение напряжения U_КЭ проводится прямым методом в положении «U» переключателя К1. Измерение коллекторного тока I_К проводится косвенно, путем измерения напряжения на резисторе R3 известного сопротивления в положении «U_R» переключателя К1. Измерение базового тока I_К проводится косвенно, путем измерения напряжения на резисторе R4 известного сопротивления в положении «U_R» переключателя К2.

 

Домашнее задание

1. Изучить принцип действия и основные схемы включения биполярного транзистора, его основные статические характеристики и параметры, графическое определение малосигнальных параметров транзистора.

2. Начертить упрощенную схему стенда для исследования статических характеристик биполярного транзистора (рис.3.1).

 

Задание к лабораторной работе

Подготовка измерительного стенда к измерению статических характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

1.1 Установите плату с исследуемыми транзисторами в разъемы на верхней поверхности измерительного стенда.

1.2 В правые гнезда стенда включите вольтметр, установленный в режим измерения постоянных напряжений на пределе 20 В. Включите вольтметр. Этим вольтметром будет измеряться коллекторное напряжение U_КЭ и коллекторный ток I_К.

В левые гнезда стенда включите вольтметр, установленный в режим измерения постоянных напряжений на пределе 2 В. Включите вольтметр. Этим вольтметром будет измеряться базовый ток транзистора I_Б.

1.4 Движки потенциометров R1 и R2 установите в крайнее левое положение, что соответствует отсутствию напряжения на транзисторе.

1.5 Включите измерительный стенд в сеть. При этом загорится светодиод.