Содержание отчета:

1. Цель работы;

2. Схема исследования;

3. Графики входных и выходных характеристик биполярного транзистора

4. Расчет h – параметров.

5. Построить графики управляющих и входных характеристик транзистора

6. Рассчет параметров полевого транзистора

7. Определить по графикам основные параметры S, Ri, μ полевого транзистора 2N3686, согласно заданному варианту. Сравнить их с паспортными данными отечественного транзистора КП303В:

R1=50 Oм при Uси=10V Uзи=0V, S=2...5mА/V

Контрольные вопросы

1. Типы транзисторов и их отличительные признаки

2. Определение электродов-выводов у транзистора

3. Схемы включения транзисторов, их достоинства и недостатки

4. Входная характеристика транзистора в схеме с общим эмиттером

5. Выходная характеристика транзистора в схеме с общим эмиттером

6. Основные параметры транзистора

7. Почему полевые транзисторы относятся к униполярным.

8. Изображение полевых транзисторов на электрических схемах.

9. Расшифруйте обозначение КП303В.

10. Особенность полевого транзистора в управлении по сравнению с биполярным транзистором.

11. Определение управляющей характеристики полевого транзистора.

12. Способы подключения полевых транзисторов, особенности каждого.

Лабораторная работа 4. Исследование тиристоров и управляемых выпрямителей

Цель лабораторной работы: Экспериментальное получение характеристик тиристора.

Теоретическое введение

Тиристор – полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три и более p-n переходов, который может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот.

С эксплуатационной точки зрения тиристор – это полупроводниковый ключ, основное назначение которого – замыкание и размыкание цепей.

Он может находиться в любом состоянии бесконечно долго. Переход из одного состояния в другое происходит сравнительно быстро.

Основой тиристора является четырехслойная структура полупроводников различной проводимости – p-n-p-n. Вывод с р-примесью называется анодом, с п-примесью – катодом.

Количество примесей в р и п слоях различна, что представлено на графике.

Рис 4.1

К одному из внутренних слоев может быть подключен дополнительный источник питания. Если он подключен к р-слою, то тиристор называется – с катодным управлением, если к п-слою – с анодным.

Приложим прямое напряжение и к аноду (+) и к катоду ( – ) и к управляющему р-слою (+).

Рис 4.2

Это напряжение распределяется между тремя p-n переходами. Переход П₁ – анодный, П₃ – катодный (управляющий).

Мысленно проводим разрез и представим четырехслойную структуру как комбинацию двух транзисторов VT₁ и VT₂ типа p-n-p и n-p-n соответственно, расположенных встречно.

Рис 4.3

Здесь коллектор транзистора VT1 является базой транзистора VT2 наоборот.

Усилительные свойства обусловлены статическими коэффициентами передачи тока эмиттера α₁ и α₂ транзисторов VT₁ и VT₂ а также коэффициентами передачи тока базы β₁ и β₂.

Переходы П₁ и П₃ – эмиттерные, они имеют прямое смещение. Переход П₂ – коллекторный, к нему приложено обратное напряжение .

С помощью управляющего тока І_у происходит включение и выключение тиристора.

Ток I_у одновременно является базовым током I_Б2 транзистора VT₂. Этот ток вызывает инжекцию носителей заряда через переход П₃ в этом случае

Ток I_k2 одновременно является током базы VT₁. Этот ток обеспечивает инжекцию через переход П₁ , следовательно

Ток I_k1 в сумме с током I_у образует ток I_Б2, т.е. I_k1 увеличивает I_у или является током внутренней положительной обратной связи (ПОС), в результате

Т.о. если β₁ и β₂.достаточны, чтобы усиление в контуре обратной связи было много больше 1, то базовые токи будут быстро нарастать и оба транзистора окажутся насыщенными даже после того, как ток на управляющем электроде I_у упадет до нуля. При этом переход П₂ будет смещен в прямом направлении и Т.о. П₁, П₂, П₃ имеют прямое смещение, следовательно имеем большой ток при малом падении напряжения.

Отсюда вытекает главная особенность тиристора как ключа по сравнению с транзистором – это внутренняя ПОС, которой и обеспечивается включение тиристора, амплитуда которого сразу после запуска намного превосходит амплитуду управляющего тока. Управляющий ток необходим для возбуждения ключа, он может быть очень кратковременным.

Для сравнения рассмотрим диаграммы работы транзистора и тиристора в ключевом режиме работы на диаграмме представлена зависимость выходного тока i_вых от тока базы транзистора i_{б тр-ра} и тока базы тиристора i_{б тир}.

Рис 4.4

Очевидно, что мощность, потребляема транзистором больше, чем тиристором.

ВАХ тиристора

ВАХ при отсутствии тока управляющего электрода

подаем на управляющий электрод импульсное напряжение, создающее кратковременный ток I_упр, тиристор включается и ведет себя как диод, включенный в прямом направлении

I_к падает до нуля при подаче импульса обратного знака

Условное обозначение