Физические основы электроники (стр. 2 )

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
UПРОБ, В

Таблица 2.3. Диод Ga As.

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
UПРОБ, В

4.3 При постоянном обратном напряжении UОБР, меньшем пробивного, исследовать зависимость IОБР = f( T ) для различных диодов. Результаты занести в таблицу 2.4-2.6.

Примечание 2. Перед выполнением пункта 3 вначале требуется выбрать такое значение UОБР, чтобы оно было меньше UПРОБ во всем диапазоне температур.

4.4 Исследовать зависимость прямого тока от температуры при постоянном прямом напряжении для различных диодов. Результаты занести в таблицу 2.7-2.9.

Примечание 3. Перед исследованием каждого типа диодов выбрать такое значение прямого напряжения UПР, которое позволяет осуществить отсчет тока для всех температур.

Рисунок 2.1

Таблица 2.4. Диод Ge, UОБР= 20 В.

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
IОБР, мкА

Таблица 2.5. Диод Si, UОБР= 20 В.

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
IОБР, мкА

Таблица 2.6. Диод Ga As, UОБР= 20 В.

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
IОБР, мкА

Таблица 2.7. Диод Ge, UПР= 0,2 В.

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
IПР, мА

Таблица 2.8. Диод Si, UПР= 0,4 В.

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
IПР, мА

Таблица 2.9. Диод Ga As, UПР= 0,6 В

Т0, С	10	20	30	40	50	60	70	80	90
IПР, мА

4.5 Определить влияние ширины запрещенной зоны DW на величину обратного тока, для чего сравнить характеристики разных диодов при одной и той же температуре. В каждом случае определить величину обратного тока в предпробойной области характеристики. Для каждого вида диодов определить вид пробоя.

5 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1 ВАХ трех типов диодов, построенных на одном графики.

2 Таблицы и графики для всех трех типов диодов в зависимости от температуры

2.1 UПРОБ= f( T )

2.2 IОБР = f(T) ½UОБР = const

2.3 IПР = f( T ) ½UПР = const

2.4 IОБР = f( DW ) ½ T = const.

3 По каждому из графиков сделать необходимые выводы о влиянии температуры на характеристики и параметры диодов. В частности:

3.1 Оценить во сколько раз изменится обратный ток каждого из диодов при изменении температуры на 100 С.

3.2  Сравнить обратные токи различных диодов при одной температуре.

Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

И ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С УПРАВЛЯЮЩИМ

p-n ПЕРЕХОДОМ

1 Цель работы

Изучить принцип действия, характеристики и параметры полевых транзисторов (ПТ) с управляющим p-n переходом.

В работе снимаются передаточные (сток - затворные) и выходные (стоковые) характеристики, а также определяются основные параметры транзистора.

2 Подготовка к работе

2.1 Изучить следующие вопросы курса:

- устройство, назначение, принцип действия ПТ разных структур.

- схемы включения ПТ.

- статические характеристики и параметры ПТ.

- дифференциальные параметры ПТ и их определение по характеристикам.

2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы:

1 Объяснить устройство полевых транзисторов с p-n переходом и изолированным затвором.

2  Нарисовать обозначение полевых транзисторов разных типов и структур.

3  Объяснить принцип действия полевых транзисторов с p-n переходом и с изолированным затвором.

4  Изобразить и объяснить вид передаточных и выходных характеристик ПТ различных типов и структур.

5  Объяснить определение дифференциальных параметров по статическим характеристикам ПТ.

6  Нарисовать схемы для исследования статических характеристик полевых транзисторов различных типов с каналом типа «p» и «n».

7  Дать определение предельным эксплуатационным параметрам ПТ.

8  Пояснить влияние температуры на работу ПТ, его статические характеристики и параметры.

Литература

1 и др. Основы электроники: Учебное пособие /СибГУТИ.-Новосибирск, 2005. Стр.48-59.

2 И др. Под редакцией Федорова , квантовые приборы и микроэлектроника. - М: Радио и связь, 1998. Стр.146-156, 166-176, 184-185.

3 и др. Под редакцией Шишкина приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр. 205-224, 235-245 (выборочно).

4 Батушев приборы. - М.: Высшая школа, 1980. Стр. 183-211 (выборочно).

5 Дулин приборы. - М.: Энергия, 1977. Стр. 342-357 (выборочно).

6 Транзисторы для широкого применения: Справочник. Под редакцией - М.: Радио и связь, 1981.

7 Конспект лекций.

3 Транзисторы, исследуемые в работе

В лабораторном макете предусмотрена возможность исследования полевых транзисторов любого типа и структуры. Конкретный тип исследуемого прибора указывает преподаватель.

Для заданного преподавателем типа ПТ пользуясь справочником, выписать предельно-допустимые значения IС МАКС, UСИ МАКС, UЗИ МАКС, PС МАКС. Привести рисунок внешнего вида ПТ с указанием выводов.

При установке в макет МДП транзисторов следует соблюдать меры предосторожности с целью исключения пробоя участка затвор-канал статическими зарядами электричества. Для этого перед монтажом производят закоротку выводов транзистора вблизи корпуса специальной перемычкой.

После сборки схемы перемычку убирают.

4 Схемы исследования

На рисунке 3.1 приведена схема для снятия статических характеристик полевого транзистора. Полярность источников питания и приборов соответствует типовому включению ПТ с p-n переходом и каналом р-типа.

Рисунок 3.1 - Схема для исследования статических характеристик ПТ

Ко входу ПТ (участок затвор-исток) прикладывается управляющее напряжение UЗИ от регулируемого источника напряжения G1. К выходу ПТ (участок сток-исток) прикладывается напряжение UCИ от регулируемого источника постоянного напряжения G2 .

В работе необходимо экспериментально определить напряжение отсечки UЗИ ОТС и снять передаточную характеристику IС = F (UЗИ) при UCИ =-10B. Затем необходимо снять семейство выходных характеристик IС=F(UСИ) при UЗИ 1=0, UЗИ 2=0,25 UЗИ ОТС и UЗИ 3= 0,5 UЗИ ОТС.

На рисунке 3.2 приведена схема для исследования зависимости сопротивления канала транзистора RСИ для омической области выходных характеристик от управляющего напряжения затвор-исток RСИ= F(UЗИ).

Риcунок 3.2 - Схема для исследования зависимости RСИ от управляющего напряжения UЗИ.

Для исследования предварительно устанавливают напряжение генератора переменного тока G3 UГ =100 мВ на частоте f = 1000 Гц.

Затем снимается зависимость UВЫХ= UСИ= F(UЗИ). Значение UЗИ изменяется в пределах от 0 до UЗИ ОТС. Вычисление RСИ для каждого значения UСИ производится следующим образом:

RСИ= UСИ /IС; IС =( UГ - UСИ)/ R; RСИ= UСИ ×R/ (UГ-UСИ). (1)

R=5,1 кОм.

5 Задание к работе в лаборатории

5.1 Записать паспортные данные исследуемого транзистора и зарисовать схему расположения выводов.

5.2 Собрать схему, представленную на рис. 3.1. Определить экспериментально напряжение отсечки ПТ. Напряжение U3И ОТС (как условно принято на заводах-изготовителях маломощных транзисторов), соответствует определенному току стока, например, равному 10мкА для ПТ типа КП103, КП305.

5.3 Снять передаточную характеристику IC=F(U3И) при UCИ=-10В.

При снятии характеристики задавать 5-6 значений управляющего напряжения U3И, в том числе U3И=0 и U3И=U3И ОТС. Результаты измерений занести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. IC=F(U3И)½ UCИ=const

КП 103 И, UСИ= ... В
UЗИ, В	0						UЗИ ОТС
IС , мА

По результатам измерений построить передаточную характеристику.