Измерение параметров полупроводниковых приборов (Лабораторная работа № 5)

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №5

ТЕМА: Измерение параметров полупроводниковых приборов

ЦЕЛЬ: Научиться проводить измерения  параметров полупроводниковых приборов

ОБОРУДОВАНИЕ:

1.  Мультиметр DT-830

2.  Полупроводниковые приборы

·  Диоды

·  Транзисторы

·  Тиристоры

       3.  Справочные данные

Порядок выполнения работы

1.  Изучить порядок проверки и определения параметров полупроводниковых приборов.

2.  Используя справочные данные, выписать параметры заданных приборов.

3.  С помощью мультиметра определить исправность диода, катод и анод.

4.  С помощью мультиметра определить исправность тиристора, катод,  анод и управляющий электрод.

5.  С помощью мультиметра определить исправность транзистора, базу, коллектор, эмиттер, тип проводимости. Измерить коэффициент усиления  по току.

6.  Сделать вывод.

КРАТКИЕ  ТЕОРИТИЧЕСКИЕ  СВЕДЕНИЯ

Все полупроводниковые приборы изготавливаются на основе одного или нескольких p-n переходов. Отсутствие повреждений p-n перехода определяет работоспособность полупроводниковых приборов.

Для проверки исправности этих приборов определяют целостность переходов. Рабочий p-n  переход  пропускает электрический ток  в одном направлении. Проверку можно произвести тестером, мультиметром (рисунок 2) или специальным испытательным прибором-пробником. На рисунке 1 приведена схема проверки p-n перехода. В первом случае p-n переход оказывается в прямом включении и при этом могут протекать токи (Iпр) от долей до сотен ампер. Во втором случае – в обратном включении и величина протекающего тока (Iобр) мизерна (доли – десятки микроампер), т.е. в сотни тысяч и даже в миллионы раз меньше чем в прямом включении.

Такая схема получается если измерять сопротивление p-n перехода тестером или мультиметром. В одном направлении тестер будет показывать бесконечно большое сопротивление, в другом – некоторое конечное. Измерения рекомендуется проводить на пределе в единицы килоом, если измерение проводится тестером и на пределе, обозначенном значком «диод», если измерение проводится мультиметром (см. рис.2).

С помощью измерительного прибора можно так же определить анод и катод диодов и тиристоров, базу, коллектор и эмиттер транзисторов. Для этого необходимо знать полярность щупов прибора. Полярность указана на приборе рядом с соответствующим гнездом. При сомнении полярность щупов омметра можно определить вольтметром постоянного тока. У мультиметра показанного на рисунке 2 щуп отрицательной полярности обозначен «COM», положительной – «VΩmA». Т.е. такая же как и при измерении постоянного напряжения. В стрелочных тестерах полярность, как правило, изменяется на противоположную. Таким образом при проверке диода в прямом включении положительный щуп будет у анода, отрицательный – у катода.

Рисунок 2 – Мультиметр DT-830

При проверке диодов можно выявить так же их неисправности. При пробое сопротивление близко к нулю в обоих направлениях. При обрыве – бесконечно большое в обоих направлениях.

При проверке тиристоров необходимо понимать, что это как бы диод, только управляемый. Между катодом и анодом в обоих направлениях сопротивление бесконечно большое. Чтобы тиристор начал пропускать ток в одном направлении необходимо к аноду подключить положительный щуп, к катоду – отрицательный, а управляющий электрод соединить дополнительным проводником с анодом (если тиристор управляется по катоду) или с катодом (если тиристор управляется по аноду).

При проверке транзисторов необходимо представить, что он состоит как бы из двух диодов, включенных как показано на рисунке 3.

Так как у транзистора 3 вывода, то возможно 6 вариантов подключения щупов и только в двух случаях сопротивление будет несколько десятков ом, причем у того щупа, который остается постоянно подключенным будет база. Коллектор и эмиттер определяется по справочнику. В некоторых случаях эти выводы можно определить с помощью цифрового тестера. Как правило, сопротивление перехода база – коллектор меньше сопротивления перехода база –эмиттер. Необходимо так же помнить, что металлический  корпус транзисторов средней и большой мощности соединен с коллектором.

Рисунок 3 – p-n переход в транзисторах

Для определения коэффициента усиления по току β (h_21э) используют специальные гнезда мультиметра p-n-p или n-p-n (см. рис. 2). При этом первоначально необходимо правильно определить тип проводимости и выводы транзистора. Переключатель поставить в положение h_FE, а выводы транзистора в соответствующие гнезда b, k, e. Число на экране индикатора будет значением коэффициента усиления по току.

Форма отчета

1.  Краткое описание назначения и условное графическое обозначение заданных полупроводниковых приборов.

2.  Схемы проверки диодов, транзисторов, тиристоров.

3.  Рисунки корпусов с обозначением выводов.

4.  Таблица справочных данных и измеренных значений.

5.  Вывод.

Контрольные вопросы

1.  Назначение и принцип действия полупроводниковых приборов.

2.  Основные параметры полупроводниковых приборов.

3.  Способы проверки полупроводниковых приборов.

4.  Определение параметров полупроводниковых приборов.