Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь согласно принципиальной схеме (рис.2.4.1). На горизонтальный вход (Х) подайте напряжение с варикапа, а на вертикальный (Y) – напряжение с сопротивления, пропорциональное току. Включите инвертирование канала Y, чтобы положительному току соответствовало отклонения луча осциллографа вверх.

Рис. 2.4.1

• Перерисуйте осциллограмму на график (рис. 2.4.2).
• Соберите цепь параллельного резонансного контура согласно принципиальной схеме (рис. 2.4.3) или монтажной (рис. 2.4.4). Конденсатор C = 0,22 мкФ служит для исключения пути протекания постоянного тока через катушку и ввиду большой емкости не влияет на параметры резонансного контура.


• Установите частоту напряжения генератора синусоидальной формы между 10 и 20 кГц и максимальную амплитуду. Включите и настройте осциллограф, который служит в данном опыте для измерения напряжения высокой частоты.

Рис. 2.4.2

Рис.2.4.3

· Изменяйте обратное постоянное напряжение варикапа согласно табл. 2.4.1. и находите значения резонансной частоты f_РЕЗдля каждого значения обратного напряжения, увеличивая или уменьшая частоту подаваемого напряжения. Резонансная частота определяется по максимальной амплитуде напряжения между концами параллельной цепочки. Если синусоида сильно искажена, то уменьшите её амплитуду. Занесите результаты измерений в табл. 2.4.1.

Рис. 2.4.4

Таблица 2.4.1

· На рис. 2.4.5 постройте график изменения резонансной частоты от обратного напряжения варикапа.

Рис.2.4.5

• Вычислите общую ёмкость резонансной цепи по измеренным резонансным частотам и индуктивности по формуле:

где С - общая емкость цепи в пФ,

L- индуктивность катушки в Гн,

f_РЕЗ- резонансная частота в Гц.

• Определите собственную ёмкость катушки. Для этого уберите из цепи диод и конденсатор и снова подберите и измерьте резонансную частоту. Собственную ёмкость катушки определите по такой же формуле:

· Определите ёмкость варикапа, как разность общей ёмкости при каждом значении обратного напряжения и неизменной собственной ёмкости катушки:

С_ВАР = С – С_КАТ.

• Занесите значения емкости варикапав табл. 2.4.1. Затем постройте зависимость его емкости С_ВАРот обратного напряжения U_ОБР на графике (рис. 2.4.6).

Рис. 2.4.6

Контрольные вопросы

1.Какова величина порогового напряжения варикапа?

2. Как ведет себя емкость запорного слоя при увеличении обратного напряжения и почему?

Испытание pn-переходов биполярного транзистора и снятие его выходных характеристик с помощью осциллографа

Общие сведения

Транзистор (рис. 2.5.1) представляет собой полупроводниковый триод, у которого тонкий р-проводящий слой помещен между двумя n-проводящими слоями (n-p-nтранзистор) или n-проводящий слой помещен между двумяр-проводящими слоями (p-n-pтранзистор).

Рис. 2.5.1

В транзисторе p-n-p типа (рис. 5.2.1а) ток от эмиттера к коллектору через базу обусловлен неосновными для базы носителями заряда – дырками. При положительном направлении напряжения U_ЭБ эмиттерный p-n переход открывается, и дырки из эмиттера проникают (инжектируются) в область базы. Часть из них уходит к источнику напряжения U_ЭБ, а другая часть достигает коллектора. Возникает так называемый транзитный тока от эмиттера к коллектору. Он резко возрастает с увеличением U_ЭБ и тока базы.

В транзисторе n-p-n типа (рис. 5.2.1б) транзитный ток через базу обусловлен также неосновными для нее носителями заряда – электронами. Они инжектируются из эмиттера, если к эмиттерному p-n переходу прикладывается напряжение U_БЭ.

Токи эмиттера, коллектора и базы связаны между собой уравнением первого закона Кирхгофа:

I_К = I_Э – I_Б.

Ток базы существенно меньше I_К и I_Э, но от него сильно зависит как I_К, так и I_Э. Отношение приращения тока коллектора к приращению тока базы называется коэффициентом усиления по току:

b = DI_К ¤ DI_Б.

Он может иметь значения от нескольких десятков до нескольких сотен. Поэтому с помощью сравнительно малого тока базы можно регулировать относительно большие токи коллектора (и эмиттера).

Экспериментальная часть

Задание

Протестировать p-n переходы p-n-p и n-p-n транзисторов мультиметром в режиме тестирования диодов. Исследовать влияние тока базы на вольтамперную характеристику I_К(U_КЭ) p-n-pтранзистора с помощью осциллографа.