Ротапринт ЛИАП 190000, Ленинград, ул.Герцена,67

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

Методические указания

К выполнению лабораторных работ

№ 2.1 – 2.5

Ленинград

1986

Составители: К.И.Курсанова

В.В.Опарин

Д.В.Тигин

Н.Г.Туркин

Рецензенты: кафедра радиопередающих и телевизионных устройств ЛИАП; кандидат технических наук, доцент В.В.Саломасов

Методические указания содержат описание пяти лабораторных работ по исследованию специальных электронных приборов и предназначены для студентов ОТФ всех специальностей, изучающих курсы «Электронные приборы» или «Техническая электроника».

Подготовлена к публикации кафедрой физических и теоретических основ радиоэлектроники по рекомендации методической комиссии радиотехнического факультета..

ã Ленинградский институт авиационного приборостроения, (ЛИАП), 1986

Подписано к печати 10.11.86 Объем 1,0 п.л. Уч.- изд.л. 1,0 Заказ №613

Формат 60 х 84 1/16 Тираж 4OO экз. Бесплатно.

Ротапринт ЛИАП 190000, Ленинград, ул.Герцена,67

ВВЕДЕНИЕ

В данной методической разработке представлены лабораторные рабо­ты по исследованию специальных электронных приборов (тиристоров, га­зоразрядных приборов, лямбда-диода) и лабораторная работа по исследованию импульсных свойств полупроводниковых приборов. Количество и пе­речень работ, выполняемых студентами, определяются учебными планами и программами в соответствии во специальностью.

Порядок работы в лаборатории, правила оформления отчетов и мето­дические указания к лабораторным работам, охватывающим основные разделы курса «Электронные приборы» приведены в [5].

Часть представленных работ носит учебно-исследовательский харак­тер. При выполнении таких работ конкретное задание студенты получают заранее, на предыдущем занятии или на консультации. При подготовке к работе студенты должны изучить по литературе принцип действия прибо­ра, подлежащего исследованию, самостоятельно разработать схему и ме­тодику измерения характеристик и параметров прибора. Учебно-исследо­вательские работы имеют целью дальнейшее развитие навыков самостоя­тельной работы студентов, их творческого подхода к лабораторным исследованиям.

Требования техники безопасности

В лабораторных работах исследуются характеристики в параметры различных электронных приборов, поэтому при работе за лабораторным стендом следует руководствоваться общими требованиями безопасности при электрических измерениях.

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только по­сле проведения инструктажа по вопросам безопасности с отметкой в спе­циальном журнале.

В процессе выполнения работы могут возникнуть опасность поражения электрическим током и опасность возникновения пожара.

При выполнении работы необходимо:

- поддерживать на рабочем месте чистоту и порядок, соблюдать осторожность и быть внимательным;

- немедленно отключить всю аппаратуру от питающей сети при появлении запаха гари, дыма, огня или необычного шума и вибрации.

После выполнения измерений необходимо выключить питание стенда и привести рабочее место в порядок.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

- приступать к выполнению работы без разрешения преподавателя;

- включать силовые рубильники;

- оставлять без наблюдения включенный лабораторный стенд;

- загромождать рабочее место портфелями, сумками и другими предметами.

Лабораторная работа № 2.1

ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ

Цель работы: изучение особенностей работы полупроводникового диода в импульсном режиме. В работе исследуется процесс установления прямого напряжения на диоде, зависимость времени рассасывания накопленного заряда от длительности переключающего импульса и его амп­литуды. [I, с.65-71]; [3, с.123-127].

I. Схемы исследования

Схема исследования представлена на рис. 2.1.1. Она собирается на основе монтажного

шасси и комплекта соединительных проводов с использованием трафарета, с помощью которого исследовалась прямая ветвь характеристики германиевого диода. В исходном состоянии напряжение на исследуемом диоде равно 0. Последовательно с исследуемым диодом VD1 включен резистор R, причем при выполнении различных этапов работы диод и резистор меняются местами. Переключение диода осущест­вляется положительным прямоугольным импульсом с резистивного выхода импульсного генератора (гнездо Г4 блока 4 универсального измери­тельного стенда). Наблюдение формы напряжения и тока через диод осу­ществляется с помощью осциллографа С1-72, причем форма напряжения на диоде наблюдается на экране непосредственно, а для наблюдения формы тока используется падение напряжения на резисторе R=62 Ом.

Амплитуда импульсов измеряется с помощью калибратора, имеющегося в осциллографе, а длительность - с помощью калиброванных разверток по шкале, наложенной на экран осциллографа.

Осциллограф работает в ждущем режиме с внешней синхронизацией. Для обеспечения этого режима переключатель полярности сигнала синхронизации осциллографа устанавливается в положение “ ”, а пе­реключатель «род синхронизации» ~ в положение “¨”. Вход синхро­низации осциллографа соединяется с выходом генератора отрицательных импульсов (гнездо Г1 блока 4). При этом заземленные точки схемы, осциллографа и блока 4 соединены вместе. Перед началом наблюдения необходимо установить органы управления блока 4 в исходное состоя­ние: частота повторения импульсовn f_n=10 кГц; длительность импуль­сов t_n - минимальная; амплитуда переключающих импульсов U_n - ми­нимальна (ручка R2 повернута до упора влево); амплитуда импульсов синхронизации - максимальна (ручка R1 повернуnа до упора вправо).

2. Порядок выполнения работы

2.1. Предъявить подготовленную к работе схему преподавателю или лаборанту для проверки.

2.2. Исследовать процесс установления прямого напряжения на ди­оде.

2.2.1. Вход «Y» осциллографа C1-72 подключить к исследуемому диоду (диод включается между точками “а“ и “б“, а резистор R - между точками “в“ и “г” (см.рис.2.1.1). Переключатель длительности развертки осциллографа установить в положение 1 или 0,5 мкс/см.

2.2.2. Увеличивая амплитуду переключающего импульса от 0 до максимальной величины, с помощью кальки или прозрачной бумаги зарисовать осциллограммы напряжения на диоде во время процесса установления для четырех различных амплитуд переключающего импульса.

2.2.3. Поменять местами диод и резистор R.

2.2.4. Установить U_n=0,7...0,8 В (измерение U_n производить c помощью осциллографе).

2.2.5. Зарисовать форму напряжения на резисторе, повторяющую форму тока через диод.

2.3. Исследовать зависимость времени рассасывания накопленного заряда от длительности переключающего импульса.

2.3.1. Диод VD включить между точками “в“ и “г“, а рези­стор R - между точками “а” и “б” (см.рис.2.1.1).

2.3.2. Установить напряжение Un=0,8...1 В. Меняя длительность переключающего импульса tn от 4 мкc до максимального значения (за­дать 4-5 значений), измерять соответствующую длительность обратного выброса тока диода, равную времени восстановления t_восст. Измерения длительности импульса переключения и времени восстановления произво­дятся по осциллографу с помощью масштабной шкалы. Для этого вход “Y” осциллографа поочередно подключается то к точке “а“ (к резистору R), то к точке “г“ (к выходу импульсного генератора). Для удобства наблюдения процесса восстановления частоту развертки осцил­лографа можно увеличить, выбирая наиболее удобный масштаб изображе­ния. Значение t_восст записывать в таблицу. При измерении зависимо­сти зарисовать осциллограммы тока через диод.

2.4. Исследовать зависимость времени рассасывания накопленного заряда от амплитуды переключающего импульса,

2.4.1. Установить длительность переключающего импульса t_n = 10 мкс.

2.4.2. Вход “Y“ осциллографа подключить к точке “а“ (к ре­зистору R).

2.4.3. Меняя амплитуду переключающего импульса от 0 до макси­мальной величины (задать 4-5 значений) c помощью ручки регулировки на блоке 4, измерить соответствующую длительность обратного выброса тока диода. Данные измерений записывать в таблицу.

2.4.4. Зарисовать осциллограммы тока диода для 4-5 значений амплитуды переключающего импульса.