Порядок выполнения лабораторных работ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

И ТРАНЗИСТОРЫ

 

 

Лабораторный практикум

 

Чебоксары 2010

УДК 621.372.54: 681.3.06

П3

 

Рецензенты:

канд. техн. наук А.А. Шурупов, нач. отдела НПП «Экра»,

канд. техн. наук, профессор Е.Г. Егоров

 

Авторы:

Г.А. Белов, В.Г. Григорьев, Г.В. Малинин, А.А. Носов,

А.А. Павлова, А.И. Самсонов, В.М. Яров

 

П3 Полупроводниковые диоды и транзисторы: лаб. практикум / Г.А. Белов и др. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2010. 68 с.

 

Содержит необходимые теоретические сведения, описания лабораторных установок, методики проведения экспериментальных исследований, расчётные и рабочие задания, контрольные вопросы.

Для студентов II-III курсов факультета радиотехники и электроники, изучающих дисциплины «Электроника», «Твердотельная электроника», «Физические основы электроники».

 

Отв. редактор канд. техн. наук, доцент В.Г. Григорьев

 

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

 

 

УДК 621.372.54: 681.3.06

©Издательство Чувашского университета, 2010

Предисловие

 

Развитие современных технических устройств и систем во всех областях человеческой деятельности связано с достижениями в области электроники. Электроника – наука, занимающаяся разработкой и применением приборов, работа которых основана на закономерностях движения свободных носителей электрических зарядов в различных физических средах.

Современная электроника характеризуется широким применением полупроводниковых приборов, в которых движение электронов происходит в полупроводниковых материалах, легированных различными примесями. Свойства полупроводниковых приборов обусловлены процессами, происходящими в неоднородных структурах следующих типов: полупроводник – полупроводник, металл – полупроводник, металл – диэлектрик – полупроводник.

Теоретическое и экспериментальное изучение свойств полупроводниковых приборов и принципов построения базовых электронных устройств на их основе является основой для освоения специальных дисциплин студентами электротехнического и радиоэлектронного направлений обучения.

В данном лабораторном практикуме решаются задачи теоретического изучения и экспериментального исследования характеристик полупроводниковых приборов и устройств, выполненных на их основе.

В лабораторных работах проводятся экспериментальные исследования характеристик выпрямительных диодов, стабилитронов, биполярных и полевых транзисторов, а также выпрямителей, усилителей электрических сигналов и транзисторных ключей.

Описание каждой лабораторной работы содержит необходимые теоретические сведения, объясняющие физические процессы в исследуемом приборе (устройстве); методики выполнения расчетных и экспериментальных заданий; контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

К выполнению лабораторных работ студенты допускаются после прохождения инструктажа по технике безопасности. Объем лабораторной работы состоит из теоретической и экспериментальной частей.

Теоретическая часть включает изучение содержания лабораторной работы и необходимого теоретического материала; выполнение расчетного задания, подготовку протокола результатов экспериментальных исследований; сдачу коллоквиума для допуска к выполнению экспериментальной части.

В результате теоретической подготовки к лабораторной работе студент должен четко уяснить конечную цель лабораторного исследования, характер изменения напряжений и токов на отдельных элементах электрических схем исследуемых электронных устройств и выполнить необходимые расчеты.

Протокол, подготовленный к лабораторной работе, оформляется студентом в соответствии с требованиями ЕСКД к текстовым документам. Протокол должен содержать название и цель работы, краткие теоретические сведения, испытательные электрические схемы и временные диаграммы сигналов в этих схемах, результаты выполнения расчетного задания, программу рабочего задания.

Экспериментальная часть включает сборку испытательной электрической схемы из элементов, параметры которых указаны в теоретической части работы; проведение требуемых экспериментальных исследований; анализ и сопоставление теоретических и практических результатов; оформление протокола и отчета.

Временные диаграммы сигналов связанных между собой процессов следует изображать таким образом, чтобы они находились одна под другой, были синхронизированы по времени и служили иллюстрацией физических процессов, протекающих в схеме.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ

Лабораторные стенды выполнены переносными, питаются от промышленной электрической сети переменного тока напряжением 220 В.

На передней панели стендов размещены тумблер «Сеть» для подключения к электрической сети, лампа индикации «Сеть», сетевой предохранитель и измерительные приборы.

На передней панели также показаны элементы испытываемых схем и базовая часть электрических соединений между ними. Дополнительные соединения между элементами производятся в соответствии с рабочим заданием на экспериментальные исследования с помощью гибких проволочных перемычек со штекерами. Штекеры вставляются в контактные гнезда, расположенные в отдельных узлах базовой схемы.

Измерение токов и напряжений производится осциллографом и встроенными в установку измерительными приборами. Измерение токов осциллографом производится путем снятия напряжения с резистора, выполняющего функцию измерительного шунта.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Студент допускается к выполнению очередной лабораторной работы при наличии подготовленного в соответствии с требованиями протокола этой работы и сдачи коллоквиума.

Для сдачи коллоквиума необходимо знать цель и задачи лабораторной работы, необходимые теоретические сведения, устройство лабораторной установки, объем и порядок выполнения работы.

2. После получения допуска к выполнению экспериментальной части работы студент собирает испытательную электрическую схему. До подачи напряжения на испытательную схему студент должен убедиться в правильности ее сборки.

3. Подготовив схему макета к работе и проверив соответствие значений ее выходных сигналов расчетным данным, студент сообщает об этом преподавателю.

4. После этого задаются требуемые по программе исследований режимы работы испытательной электрической схемы и производятся необходимые при этом измерения, по окончании которых результаты предъявляются преподавателю.

С разрешения преподавателя испытательная электрическая схема разбирается, рабочее место приводится в порядок, лабораторные стенды и другое оборудование сдается преподавателю или лаборанту.

5. После завершения экспериментальной части работ оформ­ленный протокол результатов исследований предъявляется преподавателю для проверки и утверждения. Протоколы всех работ хранятся у студента до их защиты.

6. При подготовке к защите лабораторных работ необходимо ответить на контрольные вопросы, которые приводятся в методических указаниях к лабораторным работам.

Отчет по выполненной работе, представляемый во время защиты лабораторной работы, должен содержать таблицы и графики экспериментальных исследований, временные диаграммы напряжений (токов) в исследуемом полупроводниковом приборе или в элементах схемы исследуемого электронного устройства, анализ и сравнение полученных экспериментальных результатов с теоретическими.

 

Список рекомендуемой литературы

 

1. Белов Г.А. Электроника и микроэлектроника: учеб. пособие для вузов / − Чебоксары, 2001. ‑ 378 с.

2. Белов Г.А. Электронные цепи и микросхемотехника: учеб. пособие для вузов / − Чебоксары, 2004. ‑ 780 с.

3. Забродин Ю.С. Промышленная электроника /− М.: Высш. шк., 1982. ‑ 496 с.

4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: учеб. пособие для вузов / – М.: Сов. радио, 1980. ‑ 248 с.

5. Преснухин Л.Н. и др. Расчет элементов цифровых устройств: учебное пособие / Л.Н. Преснухин, Н.В.Воробьев, А.А.Шишкевич; Под ред.Л.Н.Преснухина.-2-е изд., перераб.и доп.-М: – Высш. шк., 1991. ‑ 526 с.