Состав и структура стенда для измерения ВАХ (Экспериментальная часть)

4 Экспериментальная часть

4.1 Общие положения

В процессе выполнения дипломной работы было решено произвести экспериментальную проверку эффективности внедрения в практику измерения ВАХ БТ активного факторного эксперимента, организованного согласно требованиям указанным в п.3, а именно проверить возможность определения ВАХ, определяемыми системой Uб(Iб,Uк), Iк(Iб,Uк) по результатам измерения ВАХ системы Iб(Iк,Uк), Uб(Iб,Uк).

В качестве исходной информации было решено использовать экспериментальные данные, достаточные для определения системы (3.32)- (3.33). Для получения ФФ (3.41)- (3.42) был принят ПФЭ типа   2³.

Аналитические выражения ЭФФ Iб(Iк), Uб(Iк), Iб(Uк) и  Uб(Uк)предназначенные для формирования систем ВАХ (3.37)- (3.38) и (3.39)- (3.40) полученные по алгоритму, приведенному на рисунке 3.4.

В качестве объекта измерения был выбран БТ типа КТ801А.

Точки спектра плана МП были сформированны на основе паспортных данных КТ801А таким образом, чтобы максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе не превышала 5 Вт, для активной области транзистора. МП отвечающая принятому решению приведена в таблице  4.1.

Таблица 4.1- Матрица планирования

                                                                                                        Напряжение Uк, В

Примечание: Фактические уровни напряжения Uк приведены в клетках МП таблицы 4.1.

4.2 Состав и структура стенда для измерения ВАХ

Структурная схема рабочего места для измерения ВАХ БТ методом планирования эксперимента показана на рисунке 4.1.

Ядром схемы служит устройство А1, с помощью которой в полном соответствии с а.с. №1084709 (СССР) /8/ производится стабилизация рабочей точки измеряемого транзистора. Принципиальная схема устройства А1 приведена на рисунке 4.2.

Остальные элементы служат: устройство А2 (цифровой блок питания Б5-48)- для регулировки напряжения Uк; устройство А3 (цифровой блок питания Б5-45)- для регулировки тока Iк; устройство А4- блок питания рабочего места; устройство А5 (цифровой вольтметр В7-18)- для измерения токов и напряжений; устройство А6- держатель транзистора; калиброванный резистор Rб для определения тока базы по измеренному напряжению URб (ток рассчитыавется по формуле Iб= URб/Rб ); калиброванный резистор Rк  для определения тока коллектора по измеряемому напряжению URк  (ток коллектора рассчитываетсяпо формуле Iк= URк/ Rк ); переключатель S1- для подключения входа В7-18 к цепям базы и коллектора БТ. Переключатель S2- для коммутации режимов измерения токов или напряжений.

Устройство А1 (рисунок 4.2) содержит: операционный усилитель (ОУ) DA1 для усиления сигнала рассогласования, который вырабатыавется между прямым и инверсным его входами; стабилитроны VD1, VD2-с цепочками R8, C4 и R9, C5- для стабилизации питания ОУ по постоянному току; конденсаторы C2, C3- для устранения самовозбуждения ОУ; транзисторы VT1, VT2- для усиления тока, который используется для питания базовой цепи измеренного БТ; резисторы R1, R2 для деления напряжения Uк , поступающего с контакта 4 вилки разъёма X1. Остальные элементы схемы выполняют типовые назначения в цепях соответствующих каскадов.

Рисунок 4.1- Структурная схема рабочего места

Рисунок 4.2- Принципиальная схема устройства стабилизации рабочей точки

Устройство A1 работает следующим образом.

Напряжение Uк  с коллектора БТ через контакты и разъём X1 поступает на делитель R1, R2 и далее на прямой вход DA1, а на его инверсный вход с контакта 2 разъёма X1 поступает опорное напряжение. Между этими входами образуется сигнал рассогласования Uр  который расчитывается по формуле