Порядок выполнения работы

 

3.1. Снятие ВАХ полевого транзистора VT2

 

1. Убедитесь, что через разъем ДВ-9 макет № 1 подключен к источнику питания.

2. Соберите схему (рисунок 5) для снятия характеристик транзистора. Для получения сток-затворных характеристик устанавливайте два значения U_СИ: 6 В и 10 В. При снятии выходных характеристик значения U_ЗИ равны 0, -0.5, -1.0, -1.5, -2.0, -2.5 В. Для получения U_ЗИ = 0 В перемычку (2, 19) переместить на гнезда (19, 33). Чтобы получить U_ЗИ = -1.5 В, -2.0 В, -2.5 В необходимо перемычку (2, 19) переместить на гнезда (2, 1), (72, 19). Для каждого значения U_ЗИ напряжения U_СИ = 0 получать перемещением правого вывода миллиамперметра М-832 из гнезда 73 в гнездо 68. Результаты эксперимента свести в таблицы 1 и 2. По результатам эксперимента определите напряжение отсечки U₀.

 

Рисунок 5

 

Таблица 1

UЗИ, В	0	-0.5	-1.0	-1.5	-2.0	-2.5	Примечание
IС, мА							UСИ = + 6 В
IС, мА							UСИ = + 10 В

 

Таблица 2

UСИ, В	0	1,3	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0	12,0	14,0	Примечание
IС, мА										UЗИ = 0 В
IС, мА										UЗИ = - 0,5 В
IС, мА										UЗИ = - 1,0 В
IС, мА										UЗИ = - 1,5 В
IС, мА										UЗИ = - 2,0 В
IС, мА										UЗИ = - 2,5 В

 

2. Для выбранной Вами рабочей точки с координатами I_{С А}, U_{СИ А}, U_{ЗИ А} определите дифференциальные параметры ПТ - статическую крутизну S и внутреннее сопротивление (сопротивление канала) R_i.

 

 

3.2. Исследование ПТ как генератора тока

 

 

1. Соберите схему эксперимента (рисунок 6) и установите ручку потенциометра R15 в крайнее левое положение. Изменяя Е1, получите зависимость I = f (U). Данные занесите в таблицу 3.

Рисунок 6

 

 

Таблица 3

U, В	14	12	10	8	6	4	2
I, мА

 

По данным таблицы 3 постройте график, подтверждающий признаки генератора тока: малые изменения тока при относительно больших изменениях напряжения.

 

2. Для рабочей точки U = 10 В определите и сравните значения статического и дифференциального сопротивлений. Рассчитайте эти сопротивления в точках U = 14; 12; 8; 6; 4 В и сделайте выводы. Постройте зависимость R _д = f(U) и определите диапазон наиболее рационального использования схемы как генератора тока.

 

 

3.2. Исследование ПТ в режиме электрически

управляемого сопротивления

 

 

1. Соберите схему эксперимента (рисунок 7, в цепи затвора ПТ – вольтметр постоянного тока, в цепи стока – милливольтметр переменного тока).

 

Рисунок 7

 

2. Установите по вольтметру генератора Г3-36 напряжение U_ВХ = 0.5 В (выход 0, 1) и частоту f = 1 кГц. Изменяя Е1, снимите зависимость U~ = f (U₌). Данные занесите в таблицу 4.

 

Таблица 4

U=, В	0,15	0,30	0,45	0,60	0,75	0,90	1,05	1,2	1,35
U~, В
К = U~ / UВХ
RП, кОм

 

В таблицу внесите также данные расчета коэффициента передачи делителя переменного напряжения, состоящего из сопротивления R5 и сопротивление канала ПТ R_П. На основе расчетов постройте зависимости

R_П = f (U₌) и К = f (U₌).

 

2. В схеме (рисунок 7) вместо вольтметра В3-38 подключите осциллограф. Входное напряжение пронаблюдайте с гнезда 17, выходное (с делителя) – с 23. Изменяя Е1, пронаблюдайте изменение U~ и его формы.

3. Переместите выход генератора с гнезда 0,1 в гнездо 1 и, изменяя его напряжение, пронаблюдайте форму выходного напряжения U~. Сделайте выводы.

 

 

3.4. Исследование ПТ в ключевом режиме

 

 

1. Смените макет № 1 на макет № 2. Соберите схему эксперимента (рисунок 8), где схема на VT3 выполняет функцию ключа, подключающую или отключающую нагрузку R19 от источника сигнала – генератора Г3-36. Установите на генераторе f = 1 кГц и напряжение 1 В (по вольтметру, встроенному в генератор).

 

 

Рисунок 8

 

 

2. Перемычкой (87, ^ источников питания Е1, Е2) включите ключ и пронаблюдайте осциллографом напряжение на входе (29) и на выходе (77) схемы. Переместите перемычку в положение (87, -Е2) и выполняйте аналогичные действия. Сделайте выводы.

 

3. Вместо осциллографа в схему включите милливольтметр переменного тока В3-38. Перемычкой снова откройте ключ на VT3 и замерьте вольтметром входное и выходное напряжения. Полученные данные используйте для расчета сопротивления ключа в открытом состоянии.

 

4. Вновь подключите осциллограф на выход схемы и, увеличивая выходное напряжение с генератора, наблюдайте отсечку положительной полуволны сигнала. Объясните причину искажения формы выходного сигнала.

 

5.[6] Не разбирая схемы (рисунок 8) при выключенном источнике питания собрать схему (рисунок 9), обеспечивающую генерацию почти прямоугольных импульсов, используемых в дальнейшем в качестве напряжения управления ключа U_У. Включите осциллограф (64, 97), включите питание и пронаблюдайте выходной сигнал с генератора.

 

Рисунок 9

 

6.⁶ Подайте с генератора сигнал управления ключом, соединив гнезда 41 и 87. Пронаблюдайте осциллографом сигналы управления (64), входной (29) и выходной (77). Постройте временные диаграммы работы схемы последовательного ключа. Объясните, почему выходное напряжение генератора Г3-36 также промодулировано.

7.⁶ Перейдите вновь на ручное управление ключом и замерьте вольтметром В3-38 входное напряжение (29) в режимах закрытого U_{ВХ з} и открытого U_ВХ0 ключа на VT3. Зная R19 и сопротивление открытого ключа, определите выходное сопротивление Г3-36.

 

 

Контрольные вопросы

1. Какое соотношение между концентрациями основных носителей в слоях затвора и канала ПТ имеет место для транзистора с управляемым p-n-переходом?

2. Как имея выходные характеристики транзистора, построить семейство проходных (сток-затворных) характеристик?

3. Покажите определение дифференциальных параметров S R_i на семействе проходных ВАХ.

4. Покажите определение дифференциальных параметров S R_i на семействе выходных ВАХ.

5. Поясните, когда и почему ПТ может работать как источник тока.

6. Почему ПТ в режиме источника тока широко используется в параметрических стабилизаторах напряжения постоянного тока?

7. Как рассчитать дифференциальное сопротивление ПТ, когда он используется в схеме как источник тока?

8. Поясните условия, при которых полевой транзистор используется как электрически управляемое сопротивление.

9. Поясните методику расчета коэффициента передачи по напряжению и R_П ПТ по данным эксперимента.

10.Как работает схема последовательного ключа на полевом транзисторе?

11.Дайте методику расчета сопротивления ключа на ПТ в открытом состоянии по данным эксперимента по рисунку 8.

 

 

Требования к отчету

 

Отчет должен содержать:

- цель работы;

- схемы проведенных экспериментов;

- результаты (таблицы, графики, расчеты, временные диаграммы, объяснения и т.д.);

- выводы.