- •Исследование свойств и характеристик полупроводниковых структур
- •Даются описание лабораторных установок, порядок выполнения работы, задания и краткие сведения из теории.
- •Редактор э.Б. Абросимова
- •Цель работы
- •Классификация полупроводниковых материалов
- •Электропроводимость полупроводников Собственная проводимость полупроводников
- •Примесная проводимость полупроводников
- •Простые полупроводниковые материалы Германий
- •Кремний
- •Электронно-дырочный переход при воздействии внешнего электрического поля
- •Переход металл - полупроводник
- •Невыпрямляющий (омический) переход
- •Выпрямляющий переход
- •Полупроводниковые приборы Полупроводниковые диоды
- •Биполярный транзистор
- •Диодные включения транзисторов
- •Содержание работы
- •Описание лабораторной установки
- •Описание програмного интерфейса Основное меню
- •Панель инструментов
- •Окно измерений
- •Меню настройки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Часть I «Исследование диодных структур» содержит:
- •Часть II «Исследование транзисторных структур» содержит:
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
Окно измерений
При нажатии кнопкиоткрывается окно осциллографа (рис. 20).
Для запуска измерения необходимо нажать кнопку «Обновлять», а при снятии температурных измерений нажать кнопку «Термостат». При нажатии вкладки «Настройки» в окне «Осциллограф» открывается окно настроек текущего измерения, где отображается текущий режим измерения и устанавливается время обновления измерения (рис.21). Если частота процессора невелика, можно увеличить время обновления (например, 3 с). В этом случае ПЭВМ будет успевать обрабатывать измерительную информацию и характеристики на экране не будут искажены.
Рис. 20. Окно «Осциллограф»
Рис. 21.Окно «Настройки»
Меню настройки
Меню настройки содержит две вкладки:
- Параметры;
- Термостат.
При нажатии вкладки «Параметры» открывается окно (рис. 22), содержащее вкладки:
- установки - содержит сведения об IP - адресе сервера и порта;
- образцы - содержит сведения об образцах, установленных в термокамере измерительного блока.
При нажатии вкладки «Термостат» в меню «Настройки» открывается окно настроек параметров термостат (рис. 23):
- установка начальной температуры измерений;
- установка конечной температуры измерений;
- установка шага измерения температуры.
Рис. 22. Окно «Параметры»
Рис.23. Окно «Термостат»
Порядок выполнения работы
1. Включить ПК, подать напряжение на измерительный блок с помощью тумблера (загорится сигнальная лампа «Сеть»). Прибор должен быть включен до запуска программы. Запустить программу «Биполярные структуры».
2. Замерить начальную температуру транзисторных структур.
3. Снять ВАХ и записать таблицу значений тока и напряжения указанных преподавателем диодных структур транзисторов.
При этом необходимо задать максимальные значения обратного и прямого напряжений для управляемого источника напряжения (УИН) и предельные значения измеряемого обратного и прямого токов.
Максимальный предел изменения прямого тока – 50мА, которое достигается при прямом смещении кремниевых структур на 0,7 – 1В и 0,4 – 0,7В для германиевых.
Обратный ток для кремниевых переходов составляет десятые – сотые доли микроампер, а у германиевых - единицы - сотни микроампер. На ВАХ диодов должно наблюдаться явление электрического пробоя.
4. Снять входные ВАХ и записать таблицу значений тока и напряжения исследуемого транзистора при двух различных значениях напряжения коллектор - эмиттер UКЭ. Значение напряжения коллектор - эмиттер записать.
В данной лабораторной работе реализована возможность регистрации входных характеристик биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зависимость напряжения база – эмиттер UБЭ от тока базы IБ при постоянном напряжении коллектор-эмиттер UКЭ.
С помощью управляемого источника тока (УИТ) изменяется ток базы транзистора всегда в диапазоне от нуля до 1мА, а UБЭ измеряется электронным вольтметром. Можно снять семейство входных характеристик при различных значениях напряжения UКЭ (от нуля до 5В), задаваемых при помощи УИН.
6. Снять выходные ВАХ и записать таблицу значений тока и напряжения исследуемого транзистора при двух различных значениях тока базы IБ. Значение тока базы записать.
В данной лабораторной работе реализована возможность регистрации выходных характеристик биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером. При этом снимается зависимость тока коллектора IК от напряжения коллектор – эмиттер UКЭ при постоянном токе базы IБ.
С помощью УИН изменяется UКЭ транзистора в диапазоне от нуля до заданного предельного значения, при этом измеряется IК. Можно снять семейство выходных характеристик при различных значениях IБ (от нуля до 1 мА), задаваемых УИТ. Выбор необходимых значений IБ осуществляется путем перемещения движка регулятора тока базы. Правильно выбирайте предел измерения по току коллектора. При смене значения IБ, как правило, необходимо нажать кнопку «Авто».
7. Повторить работу по пунктам 3-6 при заданных преподавателем температурах.