Методическое пособие по электронике 30.05.2017 (1210981), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рис. 7.2 Вольтамперная характеристика тиристора

Симисторы – это вид тиристоров, которые являются аналогами кремниевых выпрямителей в корпусе. Но, в отличие от тиристоров, которые являются однонаправленными приборами, т. е. передают ток только в одном направлении, симисторы – двухсторонние. С их помощью можно передавать ток в обоих направлениях. Они имеют пять слоев тиристора, которые оснащены электродами. При первом взгляде, отечественные симисторы напоминают структуру р-n-р, но у них несколько областей с проводимостью n-типа. Последняя область, которая расположена после этого слоя, имеет прямую связь с электродом, что обеспечивает высокую проводимость сигнала. Двунаправленность делает симисторы очень удобными переключателями для цепей переменного тока, позволяя им контролировать большие потоки электрической энергии, проходящие через маленькие контактные полюса. Помимо этого можно контролировать даже процентное соотношение тока индуктивной нагрузки. Согласно распиновке симистора MAC97A6 рис 7.3. при сборки схемы необходимо учитывать, что G- управляющий вывод для открывания симистора. MT1- первый вывод, MT2-второй вывод.

Рис. 7.3. Обозначение выводов симистора MAC97A6

Порядок выполнения

Перед сборкой схемы, убедиться в том, что все ручки регуляторов находятся в крайнем левом положении. После сборки схемы стенд не включать без проверки преподавателя!

Характеристики тиристора MCR 100:

I_ном=0,8 А;

U_max=600 В;

I_упр=0,2 мА;

I_удерж=0,05 А;

Рис. 7.4. Обозначение выводов тиристора MCR 100

1) Собрать схему для исследования тиристора в соответствии с рис. 7.5. Подключить собранную схему к источнику питания 12 В и зарисовать временные диаграммы. Замкнуть ключ J,тем самым подавая на управляющий вход тиристора сигнал через резистор 39 Ом, зарисовать временную диаграмму. Разомкнуть ключ и зарисовать временные диаграммы.

Рис. 7.5. Электрическая схема исследования тиристора

2) Собрать схему согласно рис.7.6. Зарисовать временную диаграмму изменения напряжения на симисторе. Подключить резистор 39 Ом путем замыкания ключа J2 и зарисовать временные диаграммы. Замкнуть ключ J1 и перевести положение ключа J2, тем самым подключая диод в прямом направлении и зарисовать временные диаграммы . Включить диод D106A в обратном направлении и зарисовать временную диаграмму.

Характеристики симистора MAC97A6:

I_ном=0,8 А;

U_max=400 В;

I_упр=0,5 мА;

Рис. 7.6. Электрическая схема исследования симистора

Отчет по работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Принципиальную схему лабораторной работы.

3. Временные диаграммы работы симистора.

4. Краткие выводы по результатам эксперимента.

После выполнения лабораторной работы выключить стенд. Все ручки-регуляторы установить в крайнее левое положение. Электронные компоненты и провода сложить в специальную коробку и сдать преподавателю.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8

ИССЛЕДОВАНИЕ ВХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В СХЕМЕ С ОЭ

Цель работы: ознакомиться с характеристиками биполярного транзистора, с методиками схем включения, получение навыков практического исследования вольт-амперных характеристик транзистора и определения его параметров.

Краткая теория

Транзистором называется трехэлектродный полупроводниковый прибор, структура которого содержит два p-n перехода. Транзистор представляет собой монокристаллическую пластину полупроводника, в которой с помощью особых технологических приемов созданы три области, две из них имеют одинаковый тип электропроводности и разделены между собой областью с иной электропроводностью. Эта средняя область называется базой, а две другие, крайние – эмиттером и коллектором.

Эмиттер осуществляет введение неосновных носителей зарядов в базу, а коллектор – сбор носителей. Транзистор, у которого эмиттер и коллектор имеют электропроводность р-типа относятся к p-n-p–типу. Если же база р–типа, а коллектор и эмиттер n-типа, то это транзистор n-p-n-типа (рис.8.1). Так, если коллектор транзистора p-n- p-типа подключается к отрицательному полюсу источника, то коллектор транзистора n-p-n-типа к положительному. В условных графических изображениях эмиттер изображается в виде стрелки, которая указывает прямое направление тока эмиттерного перехода.

Рис.8.1. Типы транзисторов

Принцип работы транзисторов обоих типов одинаков, различие заключается лишь в том, что в транзисторе n-p-n–типа через базу к коллектору движутся электроны, инжектированные эмиттером, а в транзисторе p-n-p–типа–дырки. Для этого к электродам транзистора подключают источники тока обратной полярности. Принцип работы биполярного транзистора рассмотрим на примере транзистора p-n-p типа включенного по схеме с (ОЭ) общим эмиттером (рис.8.2). Между р- и n-областями возникают p-n переходы. Переход между эмиттером и базой называется эмиттерным (ЭП), а переход между коллектором и базой - коллекторным (КП).

Рис.8.2. Биполярный транзистор P-N-P

Выходные характеристики – это зависимости выходного тока, т.е. тока коллектора, от падения напряжения между коллектором и эмиттером транзистора Iк = f ( иБЭ) при токе базы IБ = const.

Входная характеристика по существу повторяет вид характеристики диода при подаче прямого напряжения (рис. 8.3, б). С ростом напряжения UKЭ входная характеристика будет незначительно смещаться вправо.

Как показано на рис.8.2, коллекторная цепь транзистора подключается к источнику э.д.с.-Е_кб т.е. КП смещен в обратном направлении. В коллекторном переходе напряженность поля под действием Е_кб возрастает. Это приводит к появлению незначительного обратного тока I_ко в коллекторной цепи, обусловленного движением неосновных носителей зарядов.

Рис.8.3. Выходные (а) и входная (б) характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером

Вид выходных характеристик (рис. 8.3.а) резко различен в области малых (участок ОA) и относительно больших значений Uкэ. Напомним, что для нормальной работы транзистора необходимо, чтобы на переход база–эмиттер подавалось прямое напряжение, а на переход база–коллектор – обратное. Поэтому, пока |1/кэ|< 1/БЭ, напряжение на коллекторном переходе оказывается прямым, что резко уменьшает ток Iк. При |UКЭ| > UБЭ напряжение на коллекторном переходе UБK = UКЭ – UБЭ становится обратным и, следовательно, мало влияет на величину коллекторного тока, который определяется в основном током эмиттера. При таком напряжении все носители, инжектированные эмиттером в базу и прошедшие через область базы, устремляются к внешнему источнику. При напряжении UБЭ < 0 эмиттер носителей не инжектирует и ток базы IБ = 0, однако в коллекторной цепи протекает ток IК0 (самая нижняя выходная характеристика). Этот ток соответствует обратному току обычного р-n-перехода.

При работе транзистора изменяется его режим. Действительно, чем больше ток, протекающий через транзистор, тем больше падение напряжения на нагрузке, а следовательно, тем меньшее напряжение будет падать на самом транзисторе. Характеристики, представленные на рис. 8.3. а, б, описывают лишь статический режим работы схемы. Для оценки динамики и влияния нагрузки на работу схемы используют графоаналитический метод расчета на основе входных и выходных характеристик.

Порядок выполнения

Перед сборкой схемы, убедиться в том, что все ручки регуляторов находятся в крайнем левом положении. После сборки схемы стенд не включать без проверки преподавателя!

Измерить на мультиметре и записать коэффициент усиления транзистора, померить сопротивление резистора.

1)Собрать схему исследования входных характеристик биполярного транзистора в схеме с ОЭ (рисунок 8.5).

Рис. 8.5.Схема исследования входной характеристики в схеме с ОЭ.

Входной характеристикой транзистора, включенного по схеме с ОЭ, является зависимость входного тока I_бэ от напряжения U_бэ, I_бэ =ƒ(U_бэ). При U_кэ =0 тепловой ток I_к0 в цепи коллектора отсутствует и зависимость I_б =ƒ(U_бэ) соответствует ВАХ эмиттерного р-n перехода, включенного в прямом направлении. При U_кэ>0 в цепи коллектора появляется ток-I_к0, направленный навстречу току I_бэ. Для компенсации этого тока в цепи базы нужно создать ток I_бэ=I_к0, приложив соответствующее напряжение U_бэ. Это приводит к смещению входной характеристики вправо.

Снять входные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером для случаев,когда коллектор заземлён,оборван и на коллектор подали +5В.Результаты занести в таблицу 8.

Таблица 8.1

Результаты измерений

Uбэ,В	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,9
Iб,Uкэ=0В
Iб,Uкэ=обрыв
Iб,Uкэ=5В

Отчет по работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Принципиальную схему лабораторной работы.

3. Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

4. Отобразить на одном графике результаты эксперимента.

5. Краткие выводы по результатам.

После выполнения лабораторной работы выключить стенд. Все ручки-регуляторы установить в крайнее левое положение. Электронные компоненты и провода сложить в специальную коробку и cдать преподавателю.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В СХЕМЕ С ОЭ

Цель работы: исследовать передаточные характеристики биполярного транзистора в схеме с ОЭ.

Порядок выполнения

Перед сборкой схемы, убедиться в том, что все ручки регуляторов находятся в крайнем левом положении. После сборки схемы стенд не включать без проверки преподавателя!

1) Измерить на мультиметре и записать значение коэффициента усиления транзистора и измерить сопротивление резистора.

Характеристики

Список файлов ВКР