Határozzuk meg a dióda helyesbítési koefficiensét a (7

7.5 Kérdések tesztelése

1 Mi a félvezető?

2 Melyek a szilárd anyagok zenekarelméletének főbb rendelkezései és hogyan magyarázza a kristályos testek vezetőkre, félvezetőkre és dielektrikákra való felosztását?

3 Mi a belső és a szennyező félvezető? Milyen szennyeződések vannak? Mi a p- és p-típusú félvezető és mi az elektromos vezetőképességük mechanizmusa? Mi határozza meg az elektromos vezetőképességüket?

4 Mi a pn összeköttetés és mi a mechanizmus a kettős elektromos réteg kialakítására?

5 Mi a gátréteg és mi a tulajdonsága? Magyarázd el a pn csomópont nagy ellenállásának jellegét.

6 Mi a lényeges különbség a két fém és a p # 8209 kapcsolat között? # 8209; átmenet?

7 Hogyan magyarázható a pn csomópont kiegyenlítő hatása? Ismertesse a pn csomópont hatását előre és hátra.

8 Mutassa be a váltakozó áramú diódák helyesbítésének és kimutatásának elvét.

9 Milyen előnyei és hátrányai vannak a félvezető diódáknak a vákuumdiódával szemben? Mi a hősugárzó funkciója?

Laboratóriumi munka № 84

A tranzisztor működésének vizsgálata

A munka célja: megismerni a készüléket és a tranzisztor elvét, meghatározza a tranzisztor nyereségét. Határozza meg a kollektor visszatérő áramát.

8.1 Rövid elméleti információk

A tranzisztorokat (félvezető triódákat) olyan félvezető eszközöknek nevezik, amelyek az elektromos áram paramétereinek ingadozásait erősítik és generálják. Ez egy félvezető kristály, melynek három különböző szennyezőanyag-vezetőképességű régiója van, és két ellentétes pn csomópontot képez, amelyek egy strukturálisan vékony résen keresztül kapcsolódnak. Ennek megfelelően a külső rétegek elektromos vezetőképességének típusától függően megkülönböztethetők a p-n-p típusú (8. ábra a) és n-p-n típusú tranzisztorai (8.1, b ábra). Az egyik csomópontot az emittercsatlakozónak nevezik, vagy csak az emitternek (E a ​​8.1. Ábrán), a második egy kollektor vagy kollektor (K a 8.1. Ábrán). A fémelektródákat forrasztják mindegyik régióba, hogy a készüléket elektromos áramkörbe kapcsolják.

Az alábbiakban az 1. ábrán látható. 8.1 Az egyes ábrákon belül bemutatjuk a megfelelő tranzisztorok elektromos áramkörök szimbolikus jelölését.

A tranzisztor erősítő hatásának elve a következő. Erősített jel Uin (ábra. 8.2) jut a kibocsátó csomópont, ahol a külső feszültségforrás EB szereplő előre (forward) irányban, és kis feszültség változások jelentős változásokhoz vezethet az emitter áramot. A kollektor-átmenetben a BC áramforrás be van kapcsolva a stop (hátra) irányba, és ideális esetben a áramkör áramának hiányában kell lennie az emitter áram jelenléte nélkül. Mivel azonban az a tény, hogy az alap vékony, a méretei nem haladják meg a szokásos tranzisztorok 0,025 mm, ami sokszor kisebb, mint a diffúziós hossza hordozók, a hordozókat belépő az alap, nem időben újraegyesítése, és hozzon létre, ezáltal az adó jelenlegi és a csapdába a gyűjtő elektromos mezője # 8209; n # 8209; átmenet. Az átmenet elektromos mezője mindig úgy van irányítva, hogy megkönnyítse a bázisba belépő aktuális hordozók elfogását (lásd a 8.2. Ábrát). A kollektor áramkörben BC áramforrást helyeznek. melynek energiája miatt a jel erősödik.

A gyűjtőben (98-99% -ban) fogadott fő hordozók ezt az áramforrást rögzítik, és nagy áramterhelési ellenálláson keresztül áramot generálnak. ami a feszültségbemenet jelének növekedéséhez vezet (lásd a 8.2. ábrát).

A tranzisztor folyamatainak fenti ábrája vázlatos. A szennyező félvezető vezetőképességét létezik a háttérben az alapvető vezetőképessége a bázis kristály, azaz germánium, szilikon, amely, hogy egy vegyes típusú vezetőképesség, kellékek együtt többségi töltéshordozók és kisebbségi aktuális. Belső elektromos tér p # 8209; n átmenetek, mozgásának megakadályozására a fő hordozója a szennyező félvezető, elősegíti mozgását kisebbségi töltéshordozók a vezetési sávban az ellenkező szennyező - # 8209 p, p a visszirányú áram átmenetek. A fordított áramerősség, amely milliószor kisebb, mint az egyenáram, még mindig nehézséget okoz az eszközök működésében. Különösen, mivel a nagy fajlagos ellenállású p # 8209; pn átmenetet reverz aktuális bekövetkezik felesleges kristály fűtés és hogy növelje a belső vezetőképességét.

Megfelelően magas hőmérsékleten, amikor a szennyező centrumok kimerültek (lásd a 4.1. Pontot), az előremenő és a visszirányú áramok gyakorlatilag kiegyensúlyozottak, és a pn szakaszok eltűnnek, a készülék meghibásodik. A tranzisztorok hőmérsékleti rendjének betartásához azokat a hőcserélő lemezre kell felszerelni, amely része a készülék hősugárzójának. Ez szükségtelen energiaveszteséghez vezet, és növeli a készülék méreteit, és így a teljes eszközt, ahol a tranzisztort használják. A félvezető triódák komoly hátránya, hogy normál működésük csak viszonylag keskeny hőmérsékleti tartományban lehetséges. A germánium esetében a belső vezetőképességre való átmenet hőmérséklete 100 ° C. Ezen a hőmérsékleten a belső vezetőképesség élesen nő, és a jelenlegi áramlások ellenőrzése lehetetlenné válik. Emiatt a germánium tranzisztorok felső határának értéke nem magasabb, mint 55 ... 75 ° С.

Alacsony hőmérsékleten a hőmozgás energiája nem elegendő ahhoz, hogy ionizálja a szükséges mennyiségű szennyeződést, és átadja őket a vezető sávnak. Ez a készülék ellenállásának erőteljes növekedéséhez és működési módjának megsértéséhez vezet. A hagyományos félvezető triódák esetében az üzemi hőmérsékletek alsó határa eléri # 8209; 55 ° C Azonban tranzisztorok számos előnnyel rendelkeznek, például a lámpa triódák alkalmazott tranzisztorok: ezek a kompakt, Radiant, fogyaszt kevés energiát, mechanikai igénybevételnek ellenálló, hogy határozza meg a széles körben használják a rádiót, TV-t és az elektronika.

A tranzisztorok által létrehozott feszültség- és teljesítményerősítést saját tulajdonságaik határozzák meg, de az elektronikus áramkörök áramkörének paramétereitől is függnek.

Attól függően, hogy az elektródák közül melyik jellemző a bemeneti és kimeneti jelekre, három fő áramkör van a tranzisztorok bekapcsolásához.

a) Közös alapú rendszer. Egy közös alaptal ellátott áramkörben (8.3. Ábra) a bemeneti jel az emitter és az alap között működik. A bemeneti áram az emitteráram, és a kimeneti áram a kollektoráram. Mivel az emitteráram nagyobb, mint a kollektoráram, nincs áramamplifikáció. Jelenlegi nyereség

Ez az áramkör csak feszültséggel és erővel erősíti meg, és kis bemenettel és nagy kimeneti ellenállással rendelkezik.

b) Diagram közös emitterrel. Egy közös emitter áramkörben a bemeneti jel a bázis és az emitter között működik (8.4 ábra), és a terhelés a kollektor és az emitter között kapcsolódik. A bemenet az alapáram, és a kimeneti áram a kollektoráram. Ez az áramkör erősíti mind az áramot, mind a feszültséget. A bemeneti és kimeneti impedanciái nagyok.


Jelenlegi nyereség # 946; Ezt a sémát a statikus volt-amper tulajdonságok családjából határozzák meg, vagyis az IK kollektoráram függését az emitter és az UKE kollektor közötti feszültségre az alapáram különböző rögzített értékeihez viszonyítva (8.5. Ábra):

Gain tényezők # 945; és # 946; kapcsolódnak a kapcsolatok:

amelyek lehetővé teszik, hogy az egyik az egyik együttható értékével kiszámolja a másik értéket.

c) A rendszer közös kollektorral. A közös-kollektor (. 8.6 ábra), a bemeneti jelet a vezérlésére az emitter - bázis, áthaladva a terhelés RL, a terhelés maga össze van kötve az emitter és a kollektor és a kimeneti ellenállás csak egy része a bemeneti. Ez azzal a ténnyel jár, hogy az áramkör feszültségnövekedése mindig kisebb, mint az egység. Az áramerősség jelenlegi nyeresége:

Ez az áramkör használható a kaszkádoknak, amelyek nagy kimeneti ellenállással és kis bemeneti ellenállással rendelkeznek.

A nem-csillapított elektromágneses rezgéseket elektromágneses oszcillációk generátorai hozták létre, amelyek önálló oszcilláló rendszerek.

Az 1. ábrán. A 8.7. Ábrán bemutatjuk az elektromágneses csillapítás nélküli oszcillációk generátorának sematikus ábráját. Az L1 R1 C oszcilláló áramkörben csillapodnak a szabad oszcillációk, amelyek frekvenciáját az áramkör paraméterei határozzák meg. Az áramkör energiáját visszaállítják a jelenlegi B forrásból egy visszacsatoló eszközön keresztül, amely például egy olyan tranzisztor, amelynek nyílását az L2 kapcsolótekercsben indukált EMF vezérli. A jelenlegi Bc forrás és az R bias ellenállás szabályozzák az áramkörben lévő veszteségek kompenzálásához szükséges energiamennyiséget (lásd a 8.7 b. Ábrát). Ha az R ellenállás helyett mikrofont vagy más eszközt használnak, az elektromágneses oszcilláció intenzitással, például hangzással (8.7. Ábra) módosul.

8.2. Kísérleti beállítás és módszer

A P201 tranzisztort, amely a rendszer szerint van bekapcsolva egy közös emitterrel (lásd 8.1, b). Ez egy p-p-p típusú germánium-tranzisztor. A tranzisztort a hűtőbordára szerelik fel a használati utasításban leírtak szerint.

A tranzisztor működésének vizsgálatához két gyakorlatot kell elvégezni. Az első gyakorlatban statikus volt-amper jellegzetességei (lásd 8.5 ábra). A jellemzők alapján a (8.2) képletek felhasználásával meghatározzuk az aktuális nyereséget b, és az aktuális átadási együtthatót a (8.3) képletből számítjuk ki. A jellemzők kialakításához egy kísérleti beállítást alkalmazunk, amelynek fő sémáját a 2. ábrán mutatjuk be. 8.8. A Tp tranzisztort az Is áramforrásból tápláljuk. Áramkör feszültség „kollektor-emitter” szabályozza reosztát, bejegyzett A program keretében P potenciométer Mért feszültség voltmérő V. A kollektor áramot mérjük milliammeter Mack. Az áramkör aktuális „emitter-bázis” (bázis áram) szabályozott ellenállásokat áruház M, amelynek három tíznapos sokszorozódással, rendre, '10, 000 Ohm, 000 Ohm, és „1” 100 Ohm. Az alapáramot az alap milliaméteres mAb mérik.

A második gyakorlat a kollektor visszatérő áramának mérésére szolgál, amelyhez egy berendezést alkalmaznak, amelynek áramköre a 3. ábrán látható. 8.9.

Az emitter ki van kapcsolva. Az alap pozitív potenciállal rendelkezik. Az "alap-kollektor" áramkörben lévő feszültséget egy P potenciométerrel szabályozzuk és egy V. voltmérővel mérjük. Az áramkör áramát egy mikroamperemérő mA mérésével határozzuk meg. Felhívjuk a figyelmet arra, hogy az összeköttetés polaritása az 1. gyakorlathoz képest (8.8. Ábra) fordított.

8.3.1. Gyakorlat 1. A tranzisztor működésének vizsgálata

A munka teljesítményének sorrendje

1 Szerelje össze a kísérleti beállítást a 2. ábrán látható módon. 8.7.

2 Az ellenállási tárolóban tegye a maximális ellenállást. A dekadensek fogantyúinak "9" helyzetben kell lenniük. Állítsa a potenciométert nulla helyzetbe. Hadd ellenőrizzem a tanár rendszerét.

3 Az ellenállási tároló decadális fogantyúinak helyzetének megváltoztatása, 1,0 mA alapáram elérése érdekében. Ha egy másik típusú tranzisztort vizsgálnak, az oktató más mérési paramétereket is jelez.

4 Kapcsolja be a berendezést, és növelje a feszültséget az 1 V potenciométeren keresztül, mérje meg a kollektor áramot. Az eredményeket a táblázat tartalmazza. 8.1. A mérések befejezése után fordítsa el a potenciométert.

3 Számítsa ki az értékeket (DIB) kl és (DIK) kl. ahol az indexek az alábbi értékeket veszik: k = 2, 3, 3; l = 1, 2, 1. Az eredményeket a táblázat tartalmazza. 8.2.

4 Számítsa ki a bkl értékét. képlet segítségével

Az eredményeket a táblázat tartalmazza. 8.2.

5 Határozzuk meg a b együttható átlagértékét aritmetikai átlagként:

ahol az N összegzési index megegyezik a mérés sorszámával.

6 Számítsd ki az abszolút hibákat Dbkl mérés b értékét és határozzuk meg azok átlagos értékét:

7 Határozza meg a mérés relatív hibáját:

8 Számítsa ki a (8.3) képlet szerinti együtthatót a középérték alkalmazásával .

9 Számítsa ki a hibát az a tényező meghatározásakor:

10 Írja be az a és b együtthatók mérési eredményeit a szabványos formában.

8.3.2. Gyakorlat 2. A kollektor visszatérő áramának meghatározása

1 Szerelje össze az elektromos vezetékeket az 1. ábra szerint. 8.8.

2 A tanár vagy a laboratóriumi asszisztens ellenőrzése után állítsa az UK = 5 V feszültséget a potenciométerrel, majd UK = 10 B segítségével, és mérje meg a kollektor visszatérő áramát. Az eredményeket a mérési naplóban rögzítik és az 1. gyakorlat eredményei alapján rögzítik.

8.4 Vizsgálati kérdések

1 Mi a tranzisztor? Nevezze meg a fő elemeit.

2 Melyek a tranzisztor működési elvei? Hogyan kapcsolódnak a jelenlegi áramforrások a tranzisztor emitter és kollektor áramkörökhöz?

3 Hol használják a tranzisztorokat és hogyan határozták meg széles körű használatukat? Melyek a tranzisztorok hátrányai?

4 Mi az oka a fordított áram létezésének a pn csomópontokban és mi a véleménye szerint a kollektor visszatérési áramának mérése?

5 Mit ér a tranzisztor nyeresége az áram, a feszültség, a teljesítmény függvényében? Milyen áramkörök kapcsolhatók át a tranzisztorokon, megnevezhet és adhat nekik egy jellemzőt?

6 Mi a tranzisztor áramfeszültség jellemzője, és miért nevezik statikusnak?

7 Hogyan tudom meghatározni az a és b aktuális nyereségeket?

8 Mi a tranzisztorok szerepe az öncsillapító rendszereknek az elcsúszatlan elektromágneses rezgések kialakulásában?

2 Epifanov TI Szilárdtestfizika. - M. Nauka, 1977. - 346 p.

3 Karyakin N.I. és mások: Gyors referenciakönyv a fizikáról. - M. Angol. Iskola, 1962. - 559 o.

ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓ. 3

1. Laboratóriumi munka № 62A sugár meghatározása

A lencse görbülete Newton gyűrűivel. 5

2. A 63. számú laboratóriumi munka hossza

fényhullám diffrakciós rácskal. 13

3. A 64. számú laboratóriumi munka

Malus és Brewster törvényei. 24

4. A 71. sz. Laboratóriumi munka

5. Laboratóriumi munka № 74 Tanulmány a munka

spektroszkópia és optikai spektrumok megfigyelése. 45

6. Elméleti információk, hogy

meg kell tanulnod végre

laboratóriumi munkák 83 és 84 .................. .57

7. 83. sz. Laboratóriumi munka A szerkezet felmérése és

A félvezető diódák működési elve ..................... .65

8. Laboratóriumi munka № 84 A munka tanulmányozása

Kapcsolódó cikkek