рний програма напівпровідниковий моделювання
У даній роботі досліджуються можливості застосування комп'ютерного моделювання для вивчення характеристик традиційних напівпровідникових приладів. Ця робота фактично дозволяє замінити існуючі лабораторні роботи їх комп'ютерними аналогами, а широка база наявних бібліотек електронних компонентів - істотно урізноманітнити навчальні дослідження. Наявні бібліотеки електронних компонентів дозволили навіть повернутися до вивчення таких приладів як, наприклад варистори, термістори, а також додати до вже існуючих в навчальному класі лабораторних робіт дослідження IGBT транзисторів, одноперехідних транзисторів і т.д.
Особливо варто відзначити те, що вперше з навчальною метою було здійснено цифро-аналогове моделювання електронних схем, зокрема розроблена схема характеріографа дослідження біполярного транзистора як npn, так і pnp структури.
В роботі наводиться опису схем і режимів моделювання, основних статичних і динамічних характеристик нелінійних напівпровідникових приладів.
1. Схеми дослідження біполярного транзистора методом характеріографа
Метод характеріографа при дослідженні вольт-амперних характеристик біполярного транзистора дозволяє наочно продемонструвати залежності, що полегшує процес навчання. Розроблено два варіанти характеріографа - з використанням цифрового пристрою (ТТЛ лічильника - К155ІЕ5 (74193)) формування вхідних струмів транзистора і комутатора вхідних струмів з використанням аналогового ключа на основі мікросхеми К590КН6. На відміну від першої схеми за допомогою, якої можна досліджувати тільки pnp транзистори, друга схема дозволяє досліджувати pnp і npn транзистори.
.1 Схема на основі синхронного 4-розрядного двійкового лічильника з подвійною синхронізацією К155ІЕ5 (74193)
Дана схема дозволяє отримати на екрані характеріографа одночасно 8 залежностей струму колектора від базового струму. Схема побудована для дослідження вихідних вольт-амперних характеристик транзистора npn. Далі наведена схема пристрою, перелік та опис її елементів, а також графіки струмів і напруг в ключових вузлах схеми і пояснення до них. Схема розділена на дві частини, схему формування струмів бази досліджуваного транзистора і схему формування напруги колектора досліджуваного транзистора. У частині, що формує струми бази досліджуваного транзистора, ключову роль грає цифровий лічильник К155ІЕ5. Три з чотирьох його виходів приєднані через резистори різних номіналів, що відрізняються в 2 рази (400, 800 і 1600 кОм) до бази досліджуваного транзистора, таким чином, ми отримуємо три різних струму на виході. У результаті при роботі лічильника ми отримуємо сім (якщо не вважати нульовою струм) різних рівнів базового струму шляхом додавання у всіх можливих комбінаціях трьох вищеописаних струмів. Друга частина схеми представляє собою ланцюжок з трьох операційних підсилювачів формують пилкоподібну розгортає напруга на колекторі досліджуваного транзистора. Детальніше робота цих операційних підсилювачів з графіками вихідних напруг описана нижче в пункті 1.1.3. Обидві частини схеми живляться від різних джерел синусоїдальної напруги, що пов'язано з особливостями комп'ютерного моделювання. Таким чином, ми отримуємо сім різних струмів бази досліджуваного транзистора і лінійно збільшується напруга на колекторі. Знявши...
