Тема: Дослідження стабілітрона ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 Тема: Дослідження випрямного діоду 1 Мета роботи: Вивчення особливостей роботи випрямного діоду, побудова ВАХ та визначення його параметрів. 2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Worbench. 3Схема дослідження:  S1 2 3 Рис.1 4Основні теоретичні положення: Напівпровідникові діоди –це напівпровідникові (НП) прилади, що мають один р-n -перехід та 2 виводи. В залежності від способу отримання р-n- переходу НП діоди поділяються на 2 типи: точкові та площинні. Переваги НП діодів: малі габарити і маса, великий коефіцієнт корисної дії (більш 99%), практично необмежений термін служби, висока надійність. Усі діоди виготовляють з монокристалів. Діоди класифікують за матеріалом, за призначенням, за параметрами (все це є в маркуванні), за способом виготовлення р-n переходу. Матеріал із якого виготовляють НП діоди – германій, кремній, арсенід галію. Випрямні діоди –призначені для випрямлення змінного струму в постійний (пульсуючий). Методи отримання – сплавлення та дифузія. Структура p-n-переходу – площина. Основні матеріали – Si та Ge. Принцип дії – однобічна провідність. І пр , мА Uзв,В Uпр,В Ізв ,мА Рис.2 Основна характеристика – ВАХ (рис.2). 5Послідовність виконання роботи: 5.1 Зняття ВАХ при прямому включенні діоду (рис.1) Для зняття ВАХ при прямому включенні діоду перемикач S1 поставити в положення 1-3. Змінюючи значення Uпр, зняти залежність Іпр = f(Uпр) (пряма гілка). Дані вимірювань занести у таблицю 1. Таблиця 1 Пряме включення | U, В | | | | | | | | I,mA | | | | | | | | 5.2. Зняття ВАХ при зворотному включенні діоду (рис.1) Для зняття ВАХ при зворотному включенні діоду перемикач S1 поставити в положення 2-3. Змінюючи значення Uзв, зняти залежність Ізв = f(Uзв) (зворотна гілка). Дані вимірювань занести у таблицю 2. Таблиця 2 Зворотне включення | U, В | | | | | | | | I,mA | | | | | | | | 5.3 Побудова ВАХ За результатами вимірювань (таблиці 1 і 2) побудувати графік ВАХ (на міліметровому папері). 5.4 Визначення основних параметрів випрямного діода За ВАХ визначити: диференціальний опір випрямного діода rд при прямому та при зворотному включенні ( rпр, rзв) за формулами: rпр = ∆Uпр /∆Іпр ; rзв = ∆Uзв /∆Ізв ; 6Зміст звіту: 6.1 Найменування та мета роботи. 6.2 Схема дослідження. 6.3 Перелік приладів. 6.4 Результати вимірювань (таблиці). 6.5 Графіки ВАХ (на міліметровому папері). 6.6 Розрахунки опорів rпр , rзв за ВАХ. 6.7 Висновки. Розшифрувати маркування дослідженого випрямляючого діоду. 7Контрольні питання: 7.1 До яких приладів відносяться випрямні діоди? 7.2 Для чого призначені випрямні діоди і назвіть принцип дії випрямних діодів? 7.3 Як змінюється ширина p-n- переходу НП діоду із збільшенням зворотної напруги. 7.4 Яка основна характеристика випрямних діодів? 7.5 Який режим є нормальним для випрямного діоду? 7.6 Які схеми використовуються якщо потрібно отримати випрямлений струм більший за гранично допустимий для одного діода? 7.7 Із якого матеріалу виготовляються випрямні діоди? 8Література: 8.1 Васильєва Л.Д, Медведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади: Підручник. – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. – 388 с. 8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Електроніка і мікросхемотехніка»: Підручник. 2-е вид./ за ред. А.Г. Соскова.-К.: Каравела, 2009.-416 с. 8.3 В.Ю. Лавриненко, «Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. И доп. – К.: Техника, 1984. – 424 с. 8.4 Матвійків М.Д. та ін. Елементна база електронних апаратів: Підручник / М.Д. Матвійків, В.М. Когут, О.М. Матвійків. – 2-ге вид. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2007. – 428 с. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 Тема: Дослідження стабілітрона 1Мета роботи: Вивчення особливостей роботи стабілітрону, побудова ВАХ та визначення його параметрів. 2Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Worbench. 3 Схема дослідження: S1 2 3 Рис.1 4Основні теоретичні положення: Стабілітрон – це напівпровідниковий діод, напруга на якому в області електричного пробою майже не залежить від сили струму. Принцип дії стабілітрону – електричний пробій p-n переходу. Основна характеристика – вольт-амперна характеристика (ВАХ) (рис.2). Робоча ділянка (АБ )-пряма майже паралельна осі струмів.  Рис.2 Робочий режим – при зворотному включенні (режим електричного пробою). Стабілітрони виготовляють з кремнію, який має порівняно з германієм більшу ширину забороненої зони, а значить значно менший зворотний струм. Це приводить до того, що тепловий пробій настає при значно більших зворотних напругах, ніж в германієвих приладах. Застосовуються стабілітрони для стабілізації напруги, як обмежувач постійної та імпульсної напруги, як поділювач напруги, як джерело еталонної напруги. Основні параметри: - напруга стабілізації Uст–падіння напруги на стабілітроні в області стабілізації при номінальному значенні струму; - мінімальний струм стабілізації Іmin–найменше значення струму крізь стабілітрон, при якому виникає стійкий електричний пробій (точка А на ВАХ); - максимальний струм стабілізації Іmax –найбільший струм крізь стабілітрон, при якому потужність, що розсіюється на стабілітроні, не перевищує допустимого значення (точка Б на ВАХ); - диференційний опір rст –характеризує зміну величини напруги на приладі зі змінами струму крізь нього, тобто, характеризує ступінь стабільності напруги стабілізації при зміні струму пробою rст = ∆Uст /∆Іст; де ∆Uст = Uст. max - Uст. min - змінення напруги в режимі стабілізації; ∆Іст = Іст. max - Іст. min - крайні значення струму стабілізації. - температурний коефіцієнт напруги стабілізації α, α = ∆Uст /Uст ∙ ∆T (1/град); -максимальна потужність розсіювання Рmax – найбільша потужність, яка виділяється в p-n переході, при якій ще не виникає теплового пробою. 5 Послідовність виконання роботи: 5.1. Зняття ВАХ при прямому включенні стабілітрону (рис.1) Для зняття ВАХ при прямому включенні діоду перемикач S1 поставити в положення 1-3. Змінюючи значення Uпр, зняти залежність Іпр = f(Uпр) (пряма гілка). Дані вимірювань занести у таблицю 1. Таблиця 1 Пряме включення | U, В | | | | | | | | I,mA | | | | | | | | 5.2. Зняття ВАХ при зворотному включенні стабілітрону (рис.1) Для зняття ВАХ при зворотному включенні діоду перемикач S1 поставити в положення 2-3. Змінюючи значення Uзв, зняти залежність Ізв = f(Uзв) (зворотна гілка). Особливо ретельно слід знімати характеристику на ділянці стабілізації, так як тут у широкому інтервалі змінення струму діоду напруга Uст змінюється незначно. Дані вимірювань занести у таблицю 2. Таблиця 2 Зворотне включення | U, В | | | | | | | | I,mA | | | | | | | | 5.3. Побудова ВАХ За результатами вимірювань (таблиці 1 і 2) побудувати графік ВАХ (на міліметровому папері). 5.4 Визначення основних параметрів стабілітрону За ВАХ визначити: Uст; Іст; Іmin; Іmax; rст. 6Зміст звіту: - найменування та мета роботи; - схема дослідження; - перелік приладів; - результати вимірювань (таблиці 1 і 2); - графік ВАХ (на міліметровому папері); - розрахунок та визначення основних параметрів стабілітрону; - висновки. Розшифрувати маркування дослідженого стабілітрону. 7 Контрольні питання: 7.1 Принцип дії стабілітрону. 7.2 Чому основним матеріалом для стабілітрону є кремній? 7.3 Умовне графічне зображення стабілітрону. 7.4 Як стабілітрон вмикається у схемі відносно навантаження? 7.5 Приведіть схему включення стабілітрону, якщо потрібно збільшити напругу стабілізації на навантаженні. 7.6 Основні параметри стабілітрону. 7.7 Як визначається диференційний опір стабілітрону в режимі стабілізації? 7.8 Що таке стабістор? 8Література: 8.1 Васильєва Л.Д, Медведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади: Підручник. – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. – 388 с. 8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Електроніка і мікросхемотехніка»: Підручник. 2-е вид./ за ред. А.Г. Соскова.-К.: Каравела, 2009.-416 с. 8.3 В.Ю. Лавриненко, «Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. И доп. – К.: Техника, 1984. – 424 с. 8.4 Конспект лекцій. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6 Тема:Дослідження біполярного транзистора 1 Мета роботи: Вивчення особливостей роботи біполярного транзистора, увімкнутого за схемою зі спільним емітером; побудова статичних ВАХ та визначення його основних параметрів (коефіцієнтів підсилення за струмом, за напругою та потужністю, вхідного та вихідного опорів). 2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Workbench. 3 Схема дослідження: 1 кОм 1 кОм 1 кОм 1В 1кОм 10В Рис.1 4 Основні теоретичні положення: Транзистором(від TRANSFER RESISTOR – такий, що перетворює опір) називається НП прилад, який має один або декілька p-n переходів, три або більше виводів і здатний підсилювати потужність електричного сигналу. Біполярний транзистор – це НП прилад, призначений для підсилення потужності сигналу, який має 2 p-n переходи, використовує носії зарядів двох різних типів: електронів та дірок і керується струмом. Як елемент електричного кола, транзистор зазвичай використовується так, що один з його електродів є вхідним, другий вихідним, а третій – спільний відносно входу та виходу. У коло вхідного електроду вмикається джерело вхідного змінного сигналу, який треба підсилити за потужністю, у коло вихідного – навантаження, на якому виділяється підсилена потужність. Розрізняють три схеми вмикання транзисторів: - з спільною базою - з СБ; - з спільним емітером - з СЕ; - з спільним колектором - з СК. Схема зі спільним емітером (рис.1) найбільш розповсюджена. Основні параметри біполярного транзистора для схеми з спільним емітером визначаються за формулами: Rвх =ΔUБЕ / ΔІБ ,при ΔUКЕ = const(сотні Ом – одиниці кОм); Rвих =ΔUКЕ / ΔІК ,при ΔІБ = const(одиниці – десятки кОм); КІ = ΔІК / ΔІБ , ΔUКЕ = const(десятки – сотні); КU = ΔUвих / ΔUвх , ΔIвх = const(сотні – тисячі); КР = КІ ∙ КU(тисячі – десятки тисяч); Для визначення статичних параметрів транзисторів використовують два види статичних характеристик: - вхідні ІБ = f(UБЕ) при UКЕ = const (рис.2); - вихідні ІК = f(UКЕ) при ІБ = const (рис.3). 5 Послідовність виконання роботи: 5.1 Зняття вхідних статичних характеристик транзистора ІБ =f(UБЕ) при UКЕ = const Перед зняттям характеристик заготовляють таблицю спостережень (табл.1 і табл.2). Таблиця 1 UКЕ = 0 , В | UКЕ = 5 , В | UБЕ , В | ІБ , мА | UБЕ , В | ІБ , мА | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Вхідні статичні характеристики транзистора знімають для двох значень напруги UКЕ . Напругу між базою та емітером змінюють потенціометром R1. 5.2 Зняття вихідних статичних характеристик транзистора ІК = f(UКЕ) при ІБ = const Таблиця 2 ІБ = 500 , мкА | ІБ = 1000 , мкА | ІБ = 2000 , мкА | UКЕ , В | ІК , мА | UКЕ , В | ІК , мА | UКЕ , В | ІК , мА | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Вихідні статичні характеристики знімають для трьох значень струму бази, котрі встановлюють потенціометром R1 та підтримують у процессі спостережень незмінними. Напругу UКЕ змінюють, потенціометром R2. 5.3 Побудова статичних характеристик транзистора. За результатами вимірювань (табл.1 і табл.2) побудувати сімейства вхідних та вихідних статичних характеристик транзистора на міліметровому папері. Зразковий приклад цих характеристик приведено на рис.2, 3.  Рис. 3 Рис.2 5.4 Визначення вхідного та вихідного опорів, коефіцієнтів підсилення транзистора. За вихідними статичними характеристиками (рис.3) можна знайти вихідний опір транзистора Rвих для заданої точки Т. По прирощенням ∆UКЕі ∆ІК між точками В і С при постійному струмі ІБ = 40 мкА Rвих=∆UКЕ / ∆ІК=(15В - 1В) / (1,4-0,9)10-3 А = 28000 Ом = 28 кОм. Вхідний опір транзистора Rвх визначаємо за вхідними статичними характеристиками (рис.2). Точка Т відповідає тому ж режиму, що й на вихідних характеристиках (ІБ = 40 мкА). По прирощенням ∆ІБ та ∆UБЕ між точками А і Б при постійній напрузі UКЕ= 8 В, знаходимо Rвх = ∆UБЕ /∆ІБ = (185 мВ-140 мВ) / (50-30)10-3 мА = 2250 Ом = 2,25 кОм. Коефіцієнт підсилення струму КІ визначаємо за вихідними характеристиками транзистора (рис.3). Нехай транзистор працює при напрузі між колектором і емітером UКЕ = 8 В, а струм бази дорівнює ІБ = 40 мкА. Цьому режиму на сімействі вихідних характеристик транзистора відповідає точка Т. По прирощенням ∆ІК та ∆ІБ між точками А і Б при постійній напрузі UКЕ знаходимо КІ = ∆ІК /∆ІБ = (1,6 - 0,6 )мА / (60 - 20)10-3 мА = 25,при UКЕ = 8 В = const. Коефіцієнт підсилення напруги КU визначаємо за вхідними характеристиками транзистора (рис.2). Нехай ІБ = const = 30 мкА(т. КА). Для точки К UБЕ = 110 мВ, UКЕ = 0 В Для точки А UБЕ = 140 мВ, UКЕ = 8 В. КІ = ∆ UКЕ /∆ UБЕ = (8 - 0)В / (140-110)10-3 В = 270. Коефіцієнт підсилення потужності КР визначаємо за формулою: КР = КІ КU = 25∙270 = 6750. 6 Зміст звіту: 6.1 Найменування та мета роботи. 6.2 Схема дослідження. 6.3 Перелік приладів. 6.4 Результати вимірювань (таблиці). 6.5 Вхідні статичні характеристики транзистора ІБ = f(UБЕ), при UБЕ = const (на міліметровому папері). 6.6 Вихідні статичні характеристики транзистора ІК = f(UКЕ), при ІБ = const (на міліметровому папері). 6.7 Розрахунок основних параметрів транзистора: вхідного і вихідного опорів, коефіцієнтів підсилення струму, напруги, потужності. 6.8 Висновки. 7 Контрольні питання: 7.1 Чому БТ називається біполярним. 7.2 Які режими роботи має БТ? 7.3 Що називається динамічним режимом роботи БТ. 7.4 Яка схема включення найбільш використовується і чому? 7.5 Назвіть h-параметри БТ і їх фізичні властивості? 7.6 Які електроди має БТ і вимоги до них? 7.7 У якій області знаходиться транзистор p-n-p- структури, якщо UБЕ = - 0,2 В В; UКЕ = 6В? 8 Література: 8.1 Васильєва Л.Д., Медеведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади»: Підручник . – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. – 388 с. 8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.».- К.: «Каравела», 2004. – 368 с. 8.3 В.Ю. Лавриненко, «Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. И доп. – К.: Техника, 1984. – 424 с. 8.4 Мілих В.І., Шавьолкін О.О. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред.. В.І. Мілих. – К.: Каравела, 2007. – 688 с. 8.5 Конспект лекцій. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7 Тема: Дослідження польового транзистора 1 Мета роботи: Вивчення особливостей роботи польового транзистора з керуючим p-n переходом, побудова статичних ВАХ та визначення його основних параметрів. 2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Workbench.  3 Схема дослідження: 1 Ом 5В 10В 1кОм 1 кОм Рис.1 4 Основні теоретичні положення: Польовим транзистором - називається трьохелектродний напівпровідниковий прилад, в якому струм створюють основні носії заряду під дією подовжнього електричного поля, а керування величиною струму здійснюється поперечним електричним полем, що утворюється напругою, прикладеною до керуючого електроду. Тобто польові транзистори керуються електричним полем. Елементи польових транзисторів: Виток (В) – електрод, від якого починається рух носіїв заряду. Стік (С) – електрод, до якого рухаються носії заряду. Затвор (З)– керуючий електрод. Канал– ділянка напівпровідника між стоком та витоком, де тече електричний струм. Принцип дії польових транзисторів базується на зміні поперечного перерізу каналу: ІC = f(SK ) В польових транзисторах з керуючим p-n переходом (унітронах) площа поперечного перерізу каналу змінюється за рахунок зміни зворотної напруги на p-n- переході затвор – канал. Рис.2 Для визначення параметрів польових транзисторів використовують дві сім′ї статичних характеристик: - стокові (вихідні) ІС =f(UСВ),приUЗВ = const (рис.3); - стокозатворні (характеристики керування) ІС =f(UЗВ),приUСВ = const (рис.4). 5 Послідовність виконання роботи: 5.1 Опробування схеми. Для опробування схеми (рис.1) потенціометром R1 встановіть напругу на дільниці «затвор – джерело» приблизно 0,6 В, а потенціометром R2 змініть напругу між стоком та витоком від 0 до + 10 В. Спостерігаючи, як змінюється струм стоку, впевніться у можливості зняття стокової характеристики. Можливість зняття стокозатворної характеристики перевірте падаючи на стік напругу від 0 до – 10 В. Підтримуючи цю напругу постійною змінюйте напругу між затвором та витоком від 0 до значення напруги, рівної напрузі відсічки, та спостерігайте, як змінюється струм стоку. 5.2 Зняття стокових характеристик польового транзистора ІС =f(UСВ), при UЗВ = const. Перед зняттям характеристик заготуйте таблицю спостережень (табл.1). Стокові характеристики польового транзистора знімають для 4 – 5 значень напруги UЗВ. Величини напруг затвор – виток залежать від типу транзистора та знаходяться у межах від 0 до +10 В. Напругу стоку змінюють у процесі зняття характеристики через (1 – 2) В потенціометром R2. Таблиця 1 UЗВ 1 = В | UЗВ 2 = В | UЗВ 3 = В | UЗВ 4 = В | UСВ , В | ІСВ , мА | UСВ , В | ІСВ , мА | UСВ , В | ІСВ , мА | UСВ , В | ІСВ , м А | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 5.3 Зняття стокозатворної характеристики польового транзистора ІС =f(UЗВ), при UСВ = const. Перед зняттям характеристик заготуйте таблицю спостережень (табл.2). Таблиця 2 Стокозатворну характеристику знімають для одного значення напруги стоку, наприклад UСВ = - 5 В. При цьому змінюють напругу затвору від 0 (при максимальному значенні струму стоку) до напруги відсічки (при якому струм стоку дорівнює 0) через 0,5 В. 5.3 Побудова стокових, стокозатворних характеристик польового транзистора. За результатами вимірювань (табл.1 і табл.2) побудуйте сімейство стокових (вихідних) характеристик, та стік – затворну (вхідну) характеристику польового транзистора на міліметровому папері. Зразковий приклад цих характеристик приведено на рис.3, 4.  Рис.3 Рис. 4 5.4 Визначення параметрів польового транзистора 5.4.1За стокозатворними характеристиками (рис.4) визначають: - напругу відсічки UЗB 0; - крутизну стокозатворної характеристики S = ΔIС /ΔUЗВ = fe/de [mA/В], при UСВ =const; - вхідний опір Rвх = ΔUЗВ / ΔIЗ [Ом]; Rвх = de/fe. 5.4.2Для визначення внутрішнього (вихідного) диференційного опору на одній із стокових характеристик (рис. 3) будують характеристичний трикутник Δaвс з якого знаходять Rі =ΔUСВ /ΔIС [Ом],при ΔUЗВ =const ; Rвих = aс/вс. 5.4.3 За внутрішнім рівнянням польового транзистора визначають коефіцієнт підсилення μ = S·Ri. Зверніть увагу на узгодження одиниць вимірювання S та Ri. 6 Зміст звіту: 6.1 Найменування та мета роботи. 6.2 Схема дослідження. 6.3 Перелік приладів. 6.4 Результати вимірювань (таблиці). 6.5 Стоково - затворна характеристика польового транзистора ІС = f(UЗВ), при UСВ = const (на міліметровому папері). 6.6 Стокові характеристики польового транзистора ІС=f(UСВ), при UЗВ=const (на міліметровому папері). 6.7 Розрахунок основних параметрів польового транзистора: вхідного і вихідного опорів, крутизну характеристики, напругу відсічки, коефіцієнта підсилення. 6.8 Висновки. 7 Контрольні питання: 7.1 Чим керується польовий транзистор? 7.2 Який у ПТ вхідний опір? 7.3 Як поділяються ПТ з ізольованим затвором? 7.4 При якій полярності напруги на затворі МДН – транзистор з каналом р - типу працює в режимі збіднення? 7.5 Яким чином можна змінювати переріз каналу SК? 8 Література: 8.1 Васильєва Л.Д., Медеведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади»: Підручник . – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. – 388 с. 8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.».- К.: «Каравела», 2004. – 368 с. 8.3 В.Ю. Лавриненко, «Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. И доп. – К.: Техника, 1984. – 424 с. 8.4 Мілих В.І., Шавьолкін О.О. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред.. В.І. Мілих. – К.: Каравела, 2007. – 688 с. 8.5 Конспект лекцій. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8 Тема: Дослідження тиристора 1 Мета роботи: Вивчення особливостей роботи тиристора, побудова ВАХ та визначення його основних параметрів. 2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Workbench. 3 Схема дослідження: Рис. 1 4 Основні теоретичні положення: Тиристори – це НП прилад, що має багатошарову структуру і ВАХ якого має ділянку з негативним опором. Його використовують як перемикач струму. Тиристори бувають двоелектродні (або діодні) - диністори та триелектродні (або тріодні) - триністори. Діодний тиристор (диністор або діод Шоклі)- це НП p-n-p-n – прилад з трьома переходами і двома виводами, що має два стійких робочих стани. Триністор (тріод-тиристор, тиристор, тріодний тиристор) - це чотиришаровий перемикаючий прилад, який має три p-n – переходи, що направлені назустріч один одному і у якого від однієї з базових областей зроблено вивід - керуючий електрод, який є керованим перемикаючим приладом. Іа, мА П3 П2 Іутр П1 Ікер3 > Ікер2 Ікер2 > Ікер1 Ікер1 = 0 Uа, В Рис. 2. Рис. 3 Якщо до тиристора (рис.2) прикласти напругу Ua , то переходи П1 і П3 включені прямо, а перехід П2 – зворотно. Поки напруга Ua невелика, струми через переходи П1 і П3 малі і перехід П2 закритий. Але, якщо напругу Ua збільшити або між керуючим електродом та катодом (р-п - перехід П3) прикласти додаткову додатню напругу від зовнішнього джерела Uкер , то перехід П3 відкриється. Електрони з п-зони пройдуть через перехід П3 і перехід П2 і будуть накопичуватися в п-зоні між переходами П1 і П2, частково переходячи через перехід П1 до аноду. Так само дірки з р – зони пройдуть перехід П1 і перехід П2 і будуть накопичуватися в р – зоні між переходами П2 і П3, частково проходячи через перехід П3 до катоду. Таким чином, переходи П1 і П2 відкриються ще більше до повного насичення і відбудеться лавиний процес, після якого тиристор стає некеруємим. Подаючи пряму напругу на р-п- перехід П3, що працює у прямому напрямку, можна регулювати величину Uвкл (рис.2).Цю головну властивість тиристора демонструє його ВАХ, наведена на рис. 3 – основна характеристика тиристора. При позитивному зміщенні анода і відсутності сигналу керування (Ікер) вид характеристик такий, як і у діодного тиристора. При подачі на керуючий електрод позитивної напруги перехід тиристора у включений стан відбувається при значеннях анодних напруг, менших напруг включення, відповідного нульовому керуюючому струму Ікер. Чим більше струм керування Ікер, тим менше відповідна йому напруга включення Uвкл. Вимкнути тиристор можна лише зниженням струму у його анодному колі Івкл нижче струму утримання Іутр. Основні статичні параметри: - струм включення Івкл , струм утримання Іутр , напруга включення Uвкл. 5 Послідовність виконання роботи: 5.1 Вивчити схему дослідження тиристора (рис.1), структуру та умовне позначення (рис.2). 5.2 Перевірити правильність підключення елементів і джерела живлення. 5.3 Зняття ВАХ тиристораІа =f(Uа ) 5.3.1 Перед зняттям характеристик заготуйте таблицю спостережень. Таблиця Ікер = 0 мА | Ікер = 1 мА | Uа , В | | | | | | | | | | | Іа , мА | | | | | | | | | | | 5.3.2 Встановити потенціометром R2 перше фіксоване значення керуючого струму. 5.3.3 Встановити потенціометром R4 різні значення анодного струму від 0 до 2 мА. 5.3.4 При кожному значенні анодного струму записати відповідні показання приладів у таблицю. 5.3.5 Потенціометром R2 встановити і підтримувати друге значення керуючого струму. 5.3.6 Повторити пункти 5.3.3, 5.3.4. 5.4 За даними таблиці побудувати графіки залежності Іа = f(Uа), при заданих значеннях Ікер . 5.5 Визначити основні параметри тиристора за ВАХ (Uвкл, Івкл, Іутр). 6 Зміст звіту: 6.1 Найменування та мета роботи. 6.2 Схема дослідження. 6.3 Перелік приладів. 6.4 Результати вимірювань (таблиця). 6.5 ВАХ Іа = f(Uа) (на міліметровому папері). 6.6 Основні параметри (Uвкл, Івкл, Іутр ), визначені за ВАХ. 6.7 Висновки. 7 Контрольні питання: 7.1 Назвіть типи тиристорів 7.2 Чим відрізняється тиристор від транзистора? 7.3 Який процес відбувається при відкриванні тиристора? 7.5 Чим відрізняються диністори від триністорів? 7.6 Де використовуються тиристори? 7.7 Як напруга включення залежить від струму керування? 8 Література: 8.1 И.П. Жеребцов, «Основы электроники ». - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 352 с. 8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.».- К.: «Каравела», 2003. – 368 с. 8.3 В.А. Скаржепа, А.А. Новацкий. «Электроника и микросхемотехника»: Лабораторный практикум – К.: Выща шк, Головное изд-во, 1989. – 279 с. 8.4 Конспект лекцій. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9 |