Порядок выполнения экспериментов

· Соберите цепь для снятия характеристик транзистора (рис. 2.9.3). Диод Д226 включен в схему для предотвращения подачи отрицательного напряжения на транзистор при снятии выходных характеристик. Диод, показанный внутри микросхемы IRFD024 является паразитным элементом, обусловленным конструкцией p-n переходов в транзисторах подобного типа..

Рис. 2.9.3

· Включите блок генераторов напряжений и мультиметры. Регулируя напряжение на затворе потенциометром, определите пороговое напряжение, при котором появляется ток стока.

U_ЗИпор = ………….В.

· Устанавливая потенциометром напаряжения на затворе, указанные в табл. 2.9.1, снимите стоко-затворную характеристику.

Таблица 2.9.1

· Постройте график стоко-затворной характеристики (рис.2.9.4) и определите крутизну:

;

· Для снятия выходных характеристик транзистора переключите питание на регулируемый источник постоянного напряжения -13…+13 В, как показано на схеме пунктиром, установите напряжение на затворе равным 3,9 В и переключите вольтметр для измерения напряжения U_СИ.

· Регулируя напряжение питания от 0 до максимального значения (13…14 .В), снимите зависимость I_С(U_СИ) при U_ЗИ = 3,9 В (табл. 2.9.2).

Таблица 2.9.2

· Переключите снова вольтметр для измерения напряжения U_ЗИ, установите потенциометром U_ЗИ = 4 В, переключите вольтметр обратно для измерения напряжения U_СИ и снимите зависимость (U_СИ) при U_ЗИ = 4 В.

· Аналогично снимите выходные характеристики при других значениях U_ЗИ.

· На рис. 2.9.4 постройте графики выходных характеристик.

· Установите такое напряжение на затворе, при увеличении которого ток стока не изменяется (полностью открытое состояние транзистора) и определите сопротивление:

R_СИоткр= U_СИ/ I_С = …………..Ом.

· Установите на затворе напряжение равным нулю и определите сопротивление транзистора в закрытом состоянии:

R_СИоткр= U_СИ/ I_С = …………..Ом.

Примечание: В последнем опыте ток весьма мал, поэтому для его измерения необходимо отключить вольтметр и переключить прибор на минимальный предел измерения тока.

Рис. 2.9.4

Экспериментальное определение основных характеристик тиристоров

Общие сведения

Тиристоры – переключающие полупроводниковые приборы, имеющие четырёхслойную структуру. Они имеют два устойчивых состояния: открытое (проводящее) и закрытое (непроводящее). Они выпускаются с двумя или тремя выводами. В первом случае они называются динисторами (или диодными тиристорами) во втором – тринисторами (триодными или управляемыми тиристорами). Их условные обозначения показаны на рис. 2.10.1. Выводы обозначаются: А – анод, К – катод, УЭ – управляющий электрод. Производятся также симметричные динисторы и тиристоры (симисторы), которые могут проводить ток в обоих направлениях и эквивалентны двум динисторам или тиристорам, соединённым встречно - параллельно.

Рис. 2.10.1

Четырёхслойная структура динистора представлена на рис.2.10.2а. Для уяснения принципа действия четырёхслойный прибор можно представить как два трёхслойных прибора (рис. 2.10.2б) или два транзистора, соединённых как показано на рис. 2.10.2 в.

Рис. 2.10.2

При прямом приложенном напряжении, показанном на рисунках, левый и правый p – nпереходы открыты, а средний закрыт. Через тиристор протекает лишь незначительный ток неосновных носителей (рис. 2.10.2г). По мере увеличения прямого напряжения энергия носителей заряда, проходящих через запертый n₁ – p₂ увеличивается и при некотором напряжении (U_ВКЛ) возникает ударная ионизация атомов полупроводника в зоне n₁ – p₂ перехода, ток резко возрастает, два транзистора (рис. 2.10.2в) открываются, напряжение на тиристоре резко падает, и он переходит в открытое состояние. Вольт-амперная характеристика открытого тиристора аналогична вольт-амперной характеристике диода. При снижении тока тиристор остаётся в открытом состоянии до некоторого небольшого тока, называемого током удержания (I_УД). Он несколько меньше тока включения, показанного на рис. 2.10.2г.

Управляемые тиристоры имеют кроме основных выводов «Анод» и «Катод» третий вывод «Управляющий электрод». Он показан на рис. 2.10.2в пунктиром. Подавая на него импульс тока положительной полярности, мы принудительно открываем один из транзисторов, второй транзистор также открывается, так как через его базу начинает протекать ток коллектора другого транзистора. Напряжение включения уменьшается, как показано на рис. 2.10.2г пунктиром. При токе управления, превышающем открывающий ток управления (I _{откр. у}) вольт-амперная характеристика тиристора полностью аналогична характеристике диода.

Важно, что управляемый тиристор остаётся во включенном состоянии и после снятия управляющего тока. Он выключается только при снижении тока через него ниже тока удержания. Причём, для того чтобы тиристор не включился самопроизвольно при следующей подаче на него прямого напряжения, он должен находиться в выключенном состоянии определённое время, называемое временем восстановления запирающих свойств. Кроме того, скорость нарастания анодного напряжения не должна превышать для данного типа тиристоров допустимую величину.

Экспериментальная часть

Задание

Снять статические вольт-амперные характеристики динистора, управляемого тиристора и триодного симистора. Определить напряжение включения динистора, минимальные открывающие токи и токи удержания тиристора и симистора.