Исследование характеристик полупроводниковых приборов
Исследование характеристик полупроводниковых приборов: методические указания для лабораторных работ
Данное издание представляет собой методическое пособие для студентов Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана, изучающих дисциплины "Электроника" и "Электроника и микроэлектроника". Цель пособия – предоставить студентам необходимые знания и практические навыки для исследования характеристик и параметров различных полупроводниковых приборов.
Обзор содержания
Пособие включает в себя три лабораторные работы, посвященные исследованию полупроводниковых диодов, биполярных транзисторов и полевых транзисторов. Каждая лабораторная работа начинается с краткого теоретического обзора, содержащего основные сведения о принципах работы рассматриваемых приборов, их статических характеристиках и параметрах. Далее следуют описания лабораторного оборудования, схемы проведения измерений и подробные инструкции по выполнению экспериментов. В конце каждой работы приведены вопросы для самоконтроля, призванные помочь студентам закрепить полученные знания и подготовиться к защите лабораторных работ.
Лабораторная работа №1: Полупроводниковые диоды
Первая лабораторная работа посвящена исследованию характеристик и параметров полупроводниковых диодов. В ней рассматриваются выпрямительные диоды, стабилитроны и туннельные диоды. Студенты изучают вольт-амперные характеристики (ВАХ) диодов, определяют их основные параметры, такие как прямое и обратное сопротивление, напряжение стабилизации (для стабилитронов), а также анализируют влияние температуры на характеристики диодов. Особое внимание уделяется изучению туннельного эффекта и его применению в туннельных диодах.
Лабораторная работа №2: Биполярные транзисторы
Вторая лабораторная работа посвящена исследованию биполярных транзисторов. Студенты знакомятся с тремя основными схемами включения транзисторов (с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором) и изучают их статические характеристики. В ходе работы студенты снимают входные и выходные характеристики транзисторов, определяют коэффициент усиления, анализируют режимы работы транзистора (активный, насыщение, отсечка) и учатся определять области применения транзисторов в различных схемах.
Лабораторная работа №3: Полевые транзисторы
Третья лабораторная работа посвящена исследованию полевых транзисторов. Студенты изучают структуру и принцип работы полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом. Они снимают выходные и проходные статические характеристики, определяют основные параметры транзисторов, такие как крутизна, напряжение отсечки, а также анализируют влияние напряжения затвора на характеристики транзистора. Особое внимание уделяется сравнению характеристик полевых и биполярных транзисторов.
Заключение
Данное методическое пособие предоставляет студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана все необходимые материалы для проведения лабораторных работ по исследованию характеристик полупроводниковых приборов. Практическое выполнение лабораторных работ способствует закреплению теоретических знаний, развитию навыков экспериментальной работы и подготовке к будущей профессиональной деятельности в области электроники и микроэлектроники.
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана А.В. Галев, С.С. Юдачев Исследование характеристик полупроводниковых приборов Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Электроника» и «Электроника и микроэлектроника» 1
УДК 621.314 ББК 32.85я723 Г15 Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/212/book1276.html Факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» Кафедра «Радиоэлектронные системы и устройства» Рекомендовано Редакционно-издательским советом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний Рецензент канд. техн. наук, доцент С.И. Масленникова Галев, А. В. Г15 Исследование характеристик полупроводниковых приборов : методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Электроника» и «Электроника и микроэлектроника» / А. В. Галев, С. С. Юдачев. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. — 37, [3] с. : ил. ISBN 978-5-7038-4231-7 Изложены сведения, необходимые для исследования характеристик и параметров выпрямительных полупроводниковых диодов, стабилитронов, туннельных диодов, биполярных транзисторов и полевых транзисторов с управляющим p–n-переходом. Рассмотрены принципы работы этих приборов, даны их основные статические характеристики и параметры. Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальностям «Радиоэлектронные системы и комплексы» и «Конструирование и технология радиоэлектронных средств». УДК 621.314 ББК 32.85я723 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015 © Оформление. Издательство ISBN 978-5-7038-4231-7 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015 2
Предисловие Комплекс лабораторных работ по дисциплине «Электроника» включает в себя работы по исследованию характеристик и параметров выпрямительных полупроводниковых диодов, стабилитронов, туннельных диодов, биполярных транзисторов и полевых транзисторов с управляющим p–n-переходом. Рассматриваются принципы работы этих приборов, их основные статические характеристики и параметры. Студенты в процессе выполнения лабораторных работ проводят самостоятельные исследования этих характеристик и получают навыки экспериментальной работы с измерительными приборами. В конце каждой лабораторной работы приведены вопросы для контроля знаний студентов. Отчет о лабораторной работе должен содержать: 1) название и цель работы; 2) схемы проведения измерений с указанием типов измерительных приборов; 3) графики полученных статических характеристик; 4) данные расчетов параметров приборов; 5) анализ полученных результатов и выводы о проделанной работе. 3
Лабораторная работа № 1 Исследование характеристик и параметров полупроводниковых диодов Краткие сведения о полупроводниковых диодах Общие сведения Полупроводниковые диоды относятся к приборам, свойства которых определяются поведением электронов в кристаллической решетке твердого тела (полупроводника) [1–3]. Согласно квантовой теории, электрон может находиться только в строго определенных состояниях на разрешенных энергетических уровнях. В твердом теле взаимодействие большого числа близко расположенных атомов вызывает расщепление энергетических уровней, которые образуют разрешенные и запрещенные энергетические зоны (рис. 1.1). Электроны могут совершать перемещения на свободные энергетические уровни. Процесс перехода электронов является случайным. Вероятность P нахождения электрона на данном энергетическом уровне Е при данной температуре T определяется функцией распределения Ферми — Дирака 1 ( , ) exp 1 , F E E P E T kT где k — постоянная Больцмана. Эта функция обладает центральной симметрией относительно так называемого уровня Ферми F E — условного уровня, вероятность наРис. 1.1. Зона проводимости (1), запрещенная (2) и валентная (3) зоны в твердом теле 4
Похожие