El polprzewodn 2014-2

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA WYDZIAŁ MECHANICZNY STUDIA WYŻSZE I WYŻSZE ZAWODOWE LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI INSTYTUT POJAZDÓW MECHANICZNYCH I TRANSPORTU

Temat ćwiczenia:

Wykonawcy: Grupa: ...................... Podgrupa: ............... 1. ....................................................................... 2. ....................................................................... 3. ....................................................................... 4. ....................................................................... 5. ....................................................................... 6. ....................................................................... 7. .......................................................................

Badanie elementów półprzewodnikowych

Rok akad.

200…/…. Data

Semestr

Ćwiczenie prowadził

……….…….

..................................................................

Godzina lekcyjna …………………

Ocena

…………….

Cel zajęć: 1. Wyznaczenie charakterystyk diod. 2. Wyznaczenie charakterystyk tranzystora. Parametry elementów elektronicznych (wg katalogu) : 1. Dioda Zenera mocy BZ2 C10 4L: UZ=10 V; ∆UZ=9,4-10,6V; IZ=50 mA; Ptot (Po)= 5 W przy tj=150oC. IRSM(IRM)=0,5 A (szczytowy prąd zaporowy) IFSM(IFM)=3 A (szczytowy prąd przewodzenia) IR≤1µA przy UR=1 V; UF≤1,1 V przy IF=500 mA 2. Dioda prostownicza BYAP 80-50R (obudowa CE-11 (DO-4), w wersji R anoda na śrubie): UF=1,3 V przy IF=5A; IR=50 µA przy UR=50 V; UR(URWM)=50V; URSM(URM)=80V (napięcie wsteczne szczytowe niszczące) Io(IFo)=5 A; IFSM(IFM)=60 A przy tj=150oC. 3. Tranzystor bipolarny średniej mocy, wielkiej częstotliwości BF258 (obudowa TO39): IC=100 mA; ICBo=50 nA; IB=1,6 mA; UCEo=250 V; UCBo=250 V; UEBo=5 V; h21E=25 przy IC=30 mA; Ptot=5 W przy tj=175oC; fT=min. 40 MHz, typowa 110 MHz.

Rys.1. Sposób podłączenia diody : a) w kierunku przewodzenia; b) w kierunku zaporowym.

1

1. WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO-NAPIĘCIOWEJ DIODY Przebieg pomiarów: 1. Połączyć układ pomiarowy na makiecie wg rys.1 2. Zmieniać napięcie podawane na diodę przy pomocy potencjometru RP1 - od 0 do +5V dla kierunku przewodzenia, - od 0 do –15V dla kierunku zaporowego. 3. Mierzyć napięcia i odpowiadające im natężenia prądu (zgodnie z odpowiednimi tabelami i polaryzacją diody) 4. Wyniki wpisać do tab. 1 i 2. 1.1. Wyznaczenie charakterystyki prądowo-napięciowej diody prostowniczej I=f(U) Wskazówka: Zwrócić uwagę na zmianę natężenia prądu dla polaryzacji zaporowej Tabela 1 UF [V] IF [mA] 0,01 3 5 10 15 20 40 60 80 100 UR [V] 0 -2 -4 -6 -8 - 10 - 12 - 14 - 16 -20 IR [µA] 1.2. Wyznaczenie charakterystyki prądowo-napięciowej diody Zenera I=f(U) Tabela 2 UF [V] IF [mA] 0,01 3 5 10 15 20 40 60 80 UR [V] IR [mA] - 0,01 - 3 -5 - 10 - 15 - 20 - 40 - 60 - 80

100 - 100

W ramach sprawozdania: 1. Wykreślić charakterystyki prądowo napięciowe diody prostowniczej i Zenera na jednym układzie współrzędnych, obejmującym polaryzację przewodzenia i zaporową. 2. Na podstawie wykresów przedstawić wnioski: – opisać różnice w działaniu diod dla polaryzacji zaporowej i przewodzenia; – wyjaśnić zjawisko prostowania prądu przez diodę prostowniczą; – wyjaśnić zjawisko stabilizowania napięcia przez diodę Zenera 2. WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK TRANZYSTORA W UKŁADZIE WE Przebieg pomiarów: 1. Połączyć układ pomiarowy według rys.2. 2. Pomierzyć charakterystyki statyczne zmieniając napięcie (prąd) wejściowe potencjometrem RP1, a napięcie wyjściowe rezystorem RP2: – wejściową IB=f(UBE) dla różnych potencjałów kolektora UCE; – wyjściową IC=f(UCE) dla różnych prądów bazy IB; – przejściową prądową IC=f(IB) dla różnych potencjałów kolektora UCE; – przejściową napięciową UCE=f(UBE) dla różnych prądów bazy IB 3. Wyniki pomiarów wpisać do tabel 3, 4 i 5. 2.1. Wyznaczenie charakterystyki wejściowej IB=f(UBE) Tabela 3a. Potencjał kolektora UCE=…. V (przyjąć 0÷5 V) [µA] 0,1 10 20 30 40 50 IB UBE [V]

2

60

70

80

100

Rys.2. Pomiar charakterystyk tranzystora w układzie WE Tabela 3b. Potencjał kolektora UCE=…. V (przyjąć 10÷15 V) IB [µA] 0,1 10 20 30 40 50 UBE [V]

60

70

80

100

2.2. Wyznaczenie charakterystyki wyjściowej IC=f (UCE) Tabela 4a. Prąd bazy IB=…. µA (przyjąć 10÷40 µA) IC [mA] UCE [V]

3

6

10

Tabela 4a. Prąd bazy IB=…. µA (przyjąć 60÷100 µA) IC [mA] UCE [V]

3

6

10

2.3. Wyznaczenie charakterystyki przejściowej prądowej IC=f (IB) Tabela 5a. Potencjał kolektora UCE=…. V (przyjąć 0÷5 V) IC [mA] IB [µA] 0,1 5 10 15 20 30

50

70

80

100

Tabela 5b. Potencjał kolektora UCE=…. V (przyjąć 10÷15 V) IC [mA] IB [µA] 0,1 5 10 15 20 30

50

70

80

100

W ramach sprawozdania: 1. Wykreślić poszczególne charakterystyki tranzystora (najlepiej na jednym układzie współrzędnych, obejmującym wszystkie zależności. 2. Na podstawie wykresów przedstawić wnioski: – opisać charakter zależności dla poszczególnych rodzin charakterystyk; – wyjaśnić wpływ parametrów na przebieg charakterystyk; Literatura : 1. R. Jeżykowski, J. Majewski „Układy elektroniczne”. 2. P. Hempowicz „Elektrotechnika i elektronika”. 3. J. E. Majewski „Elementy radioelektroniczne”.

3

S-45925; 50592; S-44363.