Опытное определение параметров полупроводниковых приборов

Полупроводниковые приборы

К полупроводниковым приборам относятся:

1. Датчики Холла.
2. Микросхемы (интегральные схемы).
3. Терморезисторы.
4. Полупроводниковые диоды (стабилитроны, варикапы, диоды Шоттки и т.п.).
5. Оптоэлектронные устройства (полупроводниковые лазеры, светодиоды, солнечные элементы, фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы).
6. Полупроводниковые сверхвысокочастотные приборы (диоды Ганна и другие).
7. Тиристоры и фототиристоры.
8. Приборы с зарядовой связью.
9. Транзисторы.

Полупроводниковые приборы предназначены для обработки электрических сигналов, а также преобразования одного вида энергии в другой, для работы в цепях формирования импульсов тока и напряжения, стабилизации напряжения, выпрямления переменного электрического тока, работы в качестве генерирующих и усилительных элементов, а также работы в качестве бесконтактных переключателей в телевизорах, приемниках и различных приборов автоматического управления.

Опытное определение параметров стабилитронов и диодов. Определение параметров транзистора

К основным параметрам диодов и стабилитронов относятся:

1. Дифференциальное сопротивление
2. Постоянное прямое напряжение диода при заданном постоянном прямом токе
3. Емкость диода
4. Постоянный обратный ток при заданном обратном напряжении.
5. Напряжение стабилизации стабилитрона при протекании заданного тока стабилизации

Параметры диодов достаточно полно определяются их вольтамперной характеристикой. Для оценки параметров ветви данной характеристики задается постоянный ток и измеряется прямое падение напряжения. В данном случае внутреннее сопротивление источника питания должно быть гораздо больше, чем дифференциальное сопротивление диода. Для измерения обратных параметров диодов в области пробоя (в области стабилизации напряжения для стабилитронов) задается обратный ток и измеряется обратное напряжение. На рисунках ниже представлены схемы измерения параметров прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики диода малой мощности.

Рисунок 1. Схемы измерения параметров прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики диода малой мощности. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Измерение прямого падения напряжения на диоде производится цифровым вольтметром постоянного тока, который обладает большим входным сопротивлением. Контролируется ток при помощи цифровым или магнитоэлектрическим амперметром. Чтобы измерить параметры обратной ветви вольтамперной характеристики диода на него подается напряжение, которое контролируется цифровым вольтметром, а значение обратного тока исследуемого диода измеряется цифровым микроамперметром постоянного тока. На рисунке ниже представлена схема для измерения частотных характеристик диода.

Рисунок 2. Схема измерения частотных характеристик диода. измерения параметров прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики диода малой мощности

От измерительного генератора (ИГ) на диод (VD) подается переменное напряжение постоянной амплитуды, но разной частоты. Напряжение на резисторе, которое пропорционально средневыпрямляемому току, измеряется при разных значениях частоты. Значение емкости конденсатора выбирают таким образом, чтобы его емкостное сопротивление при минимальной частоте во время испытания было намного меньше, чем сопротивление резистора. Само измерение напряжения на резисторе осуществляется высокоомным вольтметром постоянного тока.

При определении параметров транзистора его представляют в виде линейного активного четырехполюсника с различными вариантами включения (с общей базой, с общим эмиттером, общим коллектором). На рисунке ниже представлена схема транзистора для определения его параметров в виде активного линейного четырехполюсника с общей базой.

Рисунок 3. Схема транзистора. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Если за независимые переменные будут выбраны i1 и U2, то для того, чтобы определить U1 и i2 составляется система уравнений, которые описывают исследуемый транзистор через h-параметры, которые могут быть измерены специальными устройствами.

Параметры транзисторов также могут быть определены при помощи омметра с батареей, напряжение которое не превышает 10 вольт. Один из зажимов омметра подключается к базе триода, а второй поочередно к эмиттеру и коллектору. В том случае, когда триоду подключен положительный зажим омметра, то исправного триода типа р-n-р оба измерения должны дать значения сопротивлений, интервал которых от 0,1 до 5 мегаом. Как правило, обратное сопротивление эмиттерного переход больше, чем у коллекторного перехода. Когда одно значение сопротивления меньше, чем нижняя граница данного диапазона, то это значит, что транзистор неисправен. При перемене полярности, то есть когда омметр подключается отрицательным зажимом к базе триода, оба измерения должны дать результат в несколько единиц или десятков ом.