Методичні вказівки щодо проведення лабораторної роботи «Характеріографічні виміри параметрів транзисторів»

Новокаховський приладобудівний фаховий коледж

  Лабораторія № 607 

Дисципліна: "Навчальна практика з вимірювань в ТК- та РТ-системах"

Методичні   вказівки  щодо  проведення  лабораторної  роботи

«Характеріографічні виміри параметрів транзисторів»

Ціль  роботи: одержати практичні навички по виміру статичних характеристик та розрахунку параметрів транзисторів за допомогою характеріографа.

Короткі теоретичні відомості

При дослідженні різних типів електронних приладів, як вакуумних, так і напівпровідникових, значний час займає процес побудови статичних характеристик і визначення по них параметрів приладів. Зняття вхідних, вихідних і передатних характеристик напівпровідникових приладів є однією з найважливіших і широко розповсюджених завдань у їхньому дослідженні. Цей процес досить трудомісткий і може супроводжуватися великими помилками за рахунок методичної й інструментальної похибок приладів.

Більш прогресивним є дослідження статичних характеристик за допомогою характеріографів. Сутність характеріографічних досліджень полягає в додатку до об'єкта дослідження  напруги, що змінюється, струму, що протікає через об'єкт, з наступним відображенням залежності цього струму від напруги в прямокутній системі координат.

Розглянемо схему вимірювань, представлену на рисунку 1.

Рисунок 1 – Схема зняття статичних характеристик транзисторів

Тут досліджуваний об'єкт (транзистор) підключений до генератора лінійно напруги, що змінюється (ГЛЗН). Струм об'єкта дослідження протікає через послідовно включений вимірювальний опір R, створюючи на ньому пропорційну струму напругу. Якщо подати напругу, що змінюється  лінійно, на входи горизонтального відхилення променя електронно-променевої трубки осцилографа X, а напругу з вимірювального опору - на входи вертикального відхилення променя осцилографа Y, то траєкторія електронного променя на екрані буде являти собою залежність струму об'єкта (напруги на резисторі R, пропорційного струму об'єкта) від прикладеної до нього напруги, тобто  його вольт-амперну характеристику (ВАХ).

Рисунок 1 ілюструє роботу аналогового характеріографа. При необхідності входи X і Y осцилографа можуть бути замінені аналого-цифровими перетворювачами для подання й обробки результатів виміру в цифровій формі.

У характеріографах пристрій індикації об'єднаний в один блок з іншими пристроями, що входять до складу характеріографа.

Порядок виконання роботи

1.               Зберіть у програмі Multisim схему зняття статичних вхідних характеристик біполярного транзистора  згідно рисунку 2.

Рисунок 2 – Схема зняття статичних вхідних характеристик транзистора

Установіть в схемі тип необхідний транзистора і параметри функціонального генератора (GEN - ГЛЗН) згідно рисунка 3.

Рисунок 3 – Параметри функціонального генератора

Після включення схеми з генератора GEN на базу транзистора через обмежувальний резистор   подається пилкоподібна напруга із частотою 1 Гц.

Перші дві секунди колектор транзистора має потенціал Е1=0 В, потім реле часу TR  підключає колектор до джерела ЕРС Е2=12 В.

На канал "А" осцилографа подається  напруга з датчика струму, що реалізований на базі джерела напруги, керованого струмом.

На канал "B" осцилографа  подається напруга, що є на базі транзистора.

Після включення схеми на екрані з'явиться дві гілки статичної вхідної характеристики транзистора (див. рисунок 4).

Визначить параметр транзистора R_вх по його вхідній характеристиці (див. таблицю 2 та рисунок 4).

Таблиця 1

Рисунок  4 – Осцилограми вхідних характеристик транзистора

Зберіть у програмі Multisim схему зняття статичних вихідних характеристик біполярного транзистора  згідно рисунку 5.

Рисунок  5 – Осцилограми вихідних характеристик транзистора

Після включення схеми на екрані з'явиться кілька гілок статичних вихідних характеристик транзистора (див. рисунок 5).

Визначіть параметр транзистора R_вих по його вихідній характеристиці (див. таблицю 2 та рисунок 5).

Таблиця 2

Зміст звіту з лабораторної роботи

    1. Назва і мета лабораторної роботи.

    2. Схема вимірів.

    3. Таблиці вимірів і обчислень параметрів. Формули розрахунків.

    4. Осцилограми характеристик транзистора.

    5. Короткі висновки про виконану роботу.

    6. Коротка відповідь на контрольне питання.

Контрольне питання

1. В чому полягає сутність характеріографічних досліджень?

Література

1.                Гуржій А.М.,  Поворознюк Н.І. Електричні і радіотехнічні  вимірювання / А.М. Гуржій,  Н.І. Поворознюк. – Київ: Навчальна  книга,  2002.
2.               Муратов В.Г. Метрологія, технологічні вимірювання та прилади  навчальний посібник. - вид. 2-е, доп. / В.Г Муратов. - К.: Освіта України, 2016 – (Рек. МОН України).