ИССЛЕДОВАНИЕ ИНЕРЦИОННЫХ СВОЙСТВ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
отчет по лабораторной работе
по дисциплине «Электроника»
| Ф.И.О. | Дата | Подпись | |
| Руководитель | Болтаев А.В. | _____________ | ______________________ |
| Студент | Виноградов Д.Г. | ______________________ | |
| Мамыкин К.В. | ______________________ | ||
| Юрцун А.И. | ______________________ |
Группа Р-23082
Екатеринбург
2004 г.
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Ознакомиться с особенностями проявления инерционных свойств различных полупроводниковых диодов в переключательном режиме, биполярных транзисторов – низко- и высокочастотных в схемах включения с общим эмиттером и общим коллектором, в ненасыщенном, насыщенном и переключательном режимах.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ:
Полученные данные:
1. Uвх = Uвх макс= 1,5 В
τи = 0,8 мкс
τвыб = 0,1 мкс
Uвыб = 0,1 В
tуст = 0,2 мкс
tсп = 0,2 мкс
Рис.1. Осциллограмма входного
импульса напряжения
Uвх = 0,5 В
τи = 0,8 мкс
τвыб = 0,1 мкс
Uвыб = 0,05 В
tуст = 0,2 мкс
tсп = 0,2 мкс
Рис.2. Осциллограмма входного
импульса напряжения
2.1. Исследование диодов:
Рис.3. Схема для исследования диода
2.1.1 Диод Д503Б
Uвх = Uвх макс= 1,5 В
τи = 0,8 мкс
τвыб = 0,1 мкс
tуст = 0,3 мкс
tсп = 0,3 мкс
Рис.4. Осциллограмма импульса напряжения диода
IД: Uвх = Uвх макс = 1,5 В
τи = 0,8 мкс
τвыб = 0,1 мкс
tуст = 0,3 мкс
tсп = 0,2 мкс
Рис.5. Осциллограмма импульса
тока диода
IД: Uвх = 
= 0,75 В
τи = 0,8 мкс
τвыб = 0,1 мкс
tуст = 0,3 мкс
tсп = 0,2 мкс
Рис.6. Осциллограмма импульса
тока диода
Диод Д7Г
 |
Uвх = Uвх макс = 1,5 В
τи = 1,0 мкс
τвыб = 0,1 мкс
Uвыб = 0,1 В
tуст = 0,3 мкс
tсп = 0,3 мкс
Рис.7. Осциллограмма импульса напряжения диода
IД: Uвх = Uвх макс = 1,25 В
τи = 1,2 мкс
tуст = 0,8 мкс
tсп = 3 мкс
tвосст = 4 мкс
Iмакс обр = 0,5
Рис.8. Осциллограмма импульса тока
Uвх = = 0,6 В
τи = 0,8 мкс
tуст = 0,1 мкс
tсп = 2 мкс
tвосст = 1,2 мкс
Jмакс обр = 0,3
Рис.9. Осциллограмма импульса тока
Uвх = 
= 0,3 В
τи = 1,0 мкс
tсп = 0,6 мкс
Jмакс обр = 0,2
Рис.10. Осциллограмма импульса тока
Iд = 0 при Uвх мин = 0,2 В
Рис.11. График зависимости Iд (UВХ)
Рис.12. График зависимости tУ(UВХ)
|
Рис.13. График зависимости tвосст(Uвх)
Рис.14. График зависимости Uп(Uвх)
2.2. Исследование транзисторов:
Рис.15. Схема для исследования транзистора.
Транзистор МП26Б
Импульс тока Iк появляется при Uвх = 0,1 В.
1) Ненасыщенный режим
Iк = 
= 2,3
tуст = 1,4 мкс
tсп = 2 мкс
Uвх = 0,3 В
fS = 0,35 МГц
Рис.16. Осциллограмма импульса
тока коллектора
2) Ненасыщенный режим при максимальной амплитуде Iк
Iк = Iк макс = 4,6
tуст =1,4 мкс
tсп = 3,6 мкс
Uвх = 0,4 В
fS = 0,44 МГц
Рис.17. Осциллограмма импульса
тока коллектора
 |  |
Рис.18. Осциллограмма импульса Рис.19. Осциллограмма импульса
напряжения транзистора тока эмиттера
3)Насыщенный режим для половины длительности импульса.
Jк = Jк макс = 4,6
tуст =1,2 мкс
tсп = 3,6 мкс
Uвх = 0,5 В
fS = 0,44 МГц
Рис.20. Осциллограмма импульса
тока коллектора
4) Переключательный
Jк = Jк макс = 4,6
tуст =0,2 мкс
tсп = 1,2 мкс
Uвх = Uвх макс = 2,3 В
tрасс = 3 мкс
fS = 1,7 МГц
Рис.21. Осциллограмма импульса
тока коллектора
 |  |
Рис.22. Осциллограмма импульса Рис.23. Осциллограмма импульса
тока эмиттера напряжения
5) Переключательный для tрасс = 
Jк = Jк макс = 4,6
tуст =0,4 мкс
tсп = 3,6 мкс
Uвх = 0,6 В
tрасс = 1,5 мкс
fS = 0,95 МГц
Рис.24. Осциллограмма импульса
тока коллектора
Рис.25. График зависимости Jк(Uвх)
Рис.26. График зависимости tу(Uвх)
Рис.27. График зависимости tсп(Uвх)
Рис.28. График зависимости tрасс(Uвх)
2.2.2. Транзистор КТ203
JК появляется при UВХ = 0,5 В
1) Ненасыщенный режим
Jк = Jк макс = 4,6
tуст = 2 мкс
tсп = 2 мкс
Uвх = 0,8 В
Рис.29. Осциллограмма импульса
тока коллектора
2) Переключательный режим при Uвх = Uвх макс = 2 В
Jк = 4,6
tуст → 0
tсп = 0,2 мкс
tрасс → 0
Рис.30. Осциллограмма импульса
тока коллектора
АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
В данной лабораторной работе были исследованы инерционные свойства полупроводниковых приборов на примере высокочастотных и низкочастотных диодов и транзисторов, по наблюдаемым осциллограммам напряжений и токов исследуемых полупроводниковых приборов были определены следующие параметры: длительность импульса - τи, длительность выброса - τвыб, время установления - tуст, время восстановления - tвосст и амплитуду выброса обратного тока при исследовании диодов и ток коллектора JК время восстановления tУСТ , время спада tСП, время рассасывания tРАСС и амплитуду входного напряжения UВХ. Были построены осциллограммы токов и напряжений исследованных приборов.
Анализируя полученные результаты можно отметить, что импульс напряжения подаваемый с генератора имеет некоторые искажения, а именно наблюдается некоторое нарастание напряжения при его подаче и задержка его спада до 0 при его отключении. При подаче импульса напряжения наблюдается также небольшой выброс в начале. Все эти искажения обусловлены инертностью носителей заряда и обуславливают некоторое искажение импульсов наблюдаемых на исследуемых диодах и транзисторах. Однако искажения осциллограмм токов и напряжений исследуемых приборов обусловленные искажениями входного импульса напряжения не значительны по сравнению с искажениями обусловленными процессами происходящими в диодах и транзисторах при наблюдении осциллограмм диодов можно отметить задержку восстановления обратного тока диода, что говорит о том, что при переключении напряжения прямого на обратное диод запирается не сразу. В первый момент переключения наблюдается резкое увеличение обратного тока через диод по сравнению со статическим значением и лишь постепенно с течением времени он уменьшается до этого значения. Основной причиной инерционности полупроводниковых диодов при работе их в режиме переключения является эффект накопления не равновесных носителей заряда в базе. Прямой ток диода определяется амплитудой подаваемого импульса напряжения, сопротивлением нагрузки и прямой проводимости диода. Сравнивая осциллограммы полученные для высокочастотного и низкочастотного диодов можно отметить большее искажение осциллограмм напряжения и тока для диода Д7Г (а именно увеличивается Jобр мах , увеличивается время восстановления стационарного обратного тока и другие незначительные искажения). Это говорит о том, что данный диод (Д7Г) является более инерционным по сравнению с диодом КД503, то есть предназначен для использования на более низких частотах о сравнению с диодом КД503.
При исследовании транзисторов наблюдается искажение сигналов, таких как присутствие времени нарастания и спада максимального значения тока коллектора, а также увеличение времени при котором наблюдается JК мах (то есть наличие промежутка времени рассасывания заряда в базе). Можно отметить, что транзистор МП26Б является низкочастотным, а транзистор КТ203 является более высокочастотным. Этим объясняется то, что для транзистора МП26Б наблюдаются большее искажение получаемых осциллограмм(определяемое такими величинами как tуст, tсп , tрасс), то есть он является более инерционным о сравнению с КТ203. Исследование инерционных свойств транзистора МП26Б хорошо отражено наличием осциллограмм импульсов для ненасыщенного, насыщенного и переключательного режимов. Можно также отметить, что с увеличением амплитуды входного сигнала искажения осциллограмм уменьшаются, что говорит о более быстром движении зарядов под действием более сильного электрического поля. Также можно отметить, что при включении транзистора в схеме с общим эмиттером наблюдается меньшее искажение осциллограммы тока, что объясняется меньшей зависимостью эмиттерного тока от уровня инжекции зарядов. Относительно построенных графиков зависимостей времени установления, восстановления и спада, наблюдаемых токов, можно сказать, что они волне соответствуют ожидаемым.
