Дослідження перехідних процесів

В НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ДІОДАХ

 

Лабораторне завдання.

 

1. Підготувати віртуальну лабораторну установку до роботи.

2. За допомогою візирних ліній “1” і “2” виміряти амплітуду вихідного сигналу.

3. За допомогою візирних ліній “1” і “2” визначити такі часові параметри вихідного сигналу: t_роз, t_уст.

4. У масштабі перерисувати у звіт часові діаграми вхідного та вихідного імпульсів.

 

А.3 - 2.2. Лабораторна робота № 2

 

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Мета роботи

1. Ознайомитись із принципом дії, схемами ввімкнення і ВАХ біполярного транзистора.

2. Набути практичних навичок у побудові ВАХ біполярного транзистора.

3. Набути практичних навичок у побудові навантажувальної прямої транзистора і визначенні h -параметрів.

4. Дослідити вплив положення робочої точки транзистора на форму вихідного сигналу.

Частина І

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

В СТАТИСТИЧНОМУ РЕЖИМІ

Лабораторне завдання

 

1. Підготувати віртуальну лабораторну установку до роботи.

2. Побудувати вхідні ВАХ біполярного транзистора (БТ) для трьох напруг колектора – 0 В, 10 В, 20 В, за допомогою аналізатора графіків.

3. Перерисувати вхідну характеристику U_б = f (I_в)Uк=const у масштабі.

4. Побудувати вихідні ВАХ транзистора для трьох фіксованих струмів бази за допомогою аналізатора графіків.

5. Перерисувати вихідну характеристику I_к = f (U_кб)I_б = const у масштабі.

Повний склад методичних матеріалів: короткі теоретичні відомості, домашнє завдання, опис віртуальної лабораторної установки, порядок виконання роботи, зміст звіту та контрольні питання наведені в [7, ст.13-24].

 

Частина ІІ

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

В РЕЖИМІ посилення

Лабораторне завдання

 

1. Побудувати навантажувальну пряму на сім’ї вихідних характеристик за двома точками.

2. Дослідити БТ у режимі посилення гармонійних коливань для двох варіантів положення робочої точки: 1 – для активного режиму; 2 – для режиму насичення. Для цього використати генератор синусоїдальних коливань та двохпроменевий осцилограф.

3. Перерисувати в масштабі осцилограми вхідної і вихідної напруг. Звернути увагу на фазу вхідної і вихідної напруг. За допомогою вертикальних візирних ліній осцилографа визначити амплітуди вхідної U_б та вихідної U_к напруг.

Лабораторну роботу підготувати та виконати за допомогою методичних матеріалів [7, ст. 24-26].

 

А.3 - 2.2. Лабораторна робота № 3

 

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В КЛЮЧОВОМУ РЕЖИМІ

Мета роботи

1. Закріпити теоретичні знання з фізики процесів, що відбуваються в БТ, який працює в ключовому режимі.

2. Набуття практичних навичок у визначенні основних параметрів перехідних процесів.

 

Частина І

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В КЛЮЧОВОМУ РЕЖИМІ ДЛЯ СХЕМИ ІЗ ЗАГАЛЬНИМ ЕМІТЕРОМ

Лабораторне завдання

 

1. Підготувати віртуальну лабораторну установку до роботи та увімкнути двохпроменевий осцилограф і функціональний генератор.

2. На функціональному генераторі встановити амплітуду імпульсів в межах від 0,7 до 1,3 В і добитись, щоб транзистор був у мінімальному режимі насичення.

3. Запустити віртуальну лабораторну установку на моделювання. За допомогою візирних ліній “1” і “2” виміряти амплітуду вхідного імпульсу U_б та вихідного імпульсу U_к і такі часові параметри: t_зт , t_нр , t_р.

4. У масштабі перерисувати у звіт часові діаграми вхідного і вихідного імпульсів.

5. За допомогою клавіатури підключити діод до БТ і повторити п.п. 3, 4.

6. На функціональному генераторі встановити амплітуду вхідних імпульсів рівною U_вх = 0,5 U_{б.нас .}. Отже, БТ знаходиться в активному режимі. Виконати пункти 3, 4, 5.

7. На функціональному генераторі встановити амплітуду вхідних імпульсів рівною U_вх = 1,5 U_{б.нас .}. При цьому БТ перейде в режим глибокого насичення і значно збільшиться час t_р. Виконати пункти 3, 4, 5.

Лабораторну роботу підготувати та виконати за допомогою методичних матеріалів [7, ст. 26-33].

 

Частина ІІ

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В КЛЮЧОВОМУ РЕЖИМІ ДЛЯ СХЕМИ ІЗ ЗАГАЛЬНОЮ БАЗОЮ

Лабораторне завдання

 

1. Підготувати віртуальну лабораторну установку до роботи

та увімкнути двохпроменевий осцилограф і функціональний генератор.

2. На функціональному генераторі встановити таку амплітуду імпульсів, щоб транзистор був у мінімальному режимі насичення.

3. Запустити віртуальну лабораторну установку на моделювання. За допомогою візирних ліній “1” і “2” виміряти амплітуду вхідного імпульсу U_е та вихідного імпульсу U_к і такі часові параметри: t_зт , t_нр , t_р. Звернути увагу на те, що часові параметри зменшились порівняно з схемою із загальним емітером.

4. У масштабі перерисувати у звіт часові діаграми вхідного і вихідного імпульсів.

5. За допомогою клавіатури підключити діод до БТ і повторити п.п. 3, 4.

6. На функціональному генераторі встановити амплітуду вхідних імпульсів рівною U_вх = 0,5 U_{е.нас .}. Отже, БТ знаходиться в активному режимі. Виконати пункти 3, 4, 5.

7. На функціональному генераторі встановити амплітуду вхідних імпульсів рівною U_вх = 1,5 U_{е.нас .}. При цьому БТ перейде в режим глибокого насичення і значно збільшиться час t_р. Виконати пункти 3, 4, 5.

8. Порівняти результати досліджень частини І і ІІ та зробити висновки.

Лабораторну роботу підготувати та виконати за допомогою методичних матеріалів [7, ст. 33-35].

 

А.5. Індивідуальна робота

У кожному семестрі робочою програмою передбачається індивідуальна робота зі студентами в обсязі 5 годин. На І модуль виділяється 3 години.

Кожен студент отримує завдання на індивідуальну роботу. Це, як правило, розділи теоретичної частини посібника, які плануються для самостійного вивчення.

Завдання на індивідуальну роботу містить:

1. Назву розділу теоретичного курсу, який передбачено на самостійне вивчення.

2. Підготовку реферату по заданному розділу.

3. Співбесіду по змісту реферату на індивідуальному занятті.

Перелік завдань на індивідуальну роботу

 

1. Методи легування (ст. 60)

2. Іонна імплантація (ст. 62)

3. Методи травлення (ст. 63)

4. Порівняльна характеристика епітаксіального і дифузійного процесів (ст. 65)

5. Фотолітографія (ст. 66)

6. Нанесення тонких плівок (ст. 69)

7. Методи формування та класифікація електронно-діркових переходів (ст. 87)

8. Імпульсні діоди (ст. 97)

9. Полікристалічні випрямлячі (ст. 99)

10. Контакти напівпровідник-метал (ст. 102)

11. Конструкції біполярних транзисторів (ст. 141)

 

 

 

B.2. Практичні заняття.

 

В.2 – 1. ТЕМАТИКА ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

ТА ЇХ ОБСЯГ.

 

По другому модулю передбачається чотири заняття по 2 годиин на кожне.

Нижче наводиться тематика цих практичних занять.

1. Технічні характеристики і параметри логічних елементів

(ст. 256-258).

2. Діодно-транзисторні ТТЛ, ТТЛШ, ЕЗЛ, р -МОН, n -МОН інтег

ральні елементи. Розшифорвка маркування логічних елементів. (ст. 259-271)

3. Схемотехніка асинхронних та синхронних тригерів (ст. 273-

283).

4. Розшифровка маркування ІС (ст. 248-253).

 

Приклади розшифровки маркування ІС

 

К 555 ЛА3 – К5 – напівпровідникова ІС широкого призначення з керамічним корпусом; 55 – номер розробки; Л – група логічних елементів; А – логічний елемент І-НЕ; 3 – кількість входів 2.

К 555 ЛН1 – К5 – напівпровідникова ІС широкого призначення з керамічним корпусом; 55 – номер розробки; Л – група логічних елементів; Н – логічний елемент НЕ.

К 555 ТВ6 – К5 – напівпровідникова ІС широкого призначення з керамічним корпусом; 55 – номер розробки; Т – група тригерів; В – JK-тригер; 6 – два тригери в одному корпусі.

К 555 ТМ2 – К5 – напівпровідникова ІС широкого призначення з керамічним корпусом; 55– номер розробки; Т – група тригерів; М – D-тригер; 2 – два тригери в одному корпусі.

К 555 ИЕ18 – К5 – напівпровідникова ІС широкого призначення з керамічним корпусом; 55 – номер розробки; И – функціональний вузол; Е – лічильник двійковий; 18 – чотирьох розрядний двійковий лічильник.

 

В.3. ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

 

В.3 - 1. ВІРТУАЛЬНІ ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

ДО ІІ МОДУЛЯ

 

В.3 - 1.1. Лабораторна робота №4

 

ДОСЛІДЖЕННЯ ЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Мета роботи

 

1. Практична перевірка роботи логічних елементів різних функціонально-повних наборів.

2. Освоєння методики зняття основних характеристик логічних елементів.

3. Визначення основних параметрів логічних елементів.

 

Частина І

ДОСЛІДЖЕННЯ ЛОГІЧНОГО ЕЛЕМЕНТА НЕ

Лабораторне завдання

 

1. Підготувати віртуальну лабораторну установку до роботи.

2. Заміряти часові параметри логічного елемента НЕ.

3. Побудувати передавальну характеристику логічного елемента НЕ.

4. Відповідно до таблиці істиності перевірити закон функціонування логічного елементу НЕ за допомогою індикаторів рівня.

5. Перевірити динамічний режим роботи елемента НЕ за допомогою двохпроменевого осцилографа.

Лабораторну роботу підготувати та виконати за допомогою методичних матеріалів [7, ст. 36-43].