Ćwiczenie 3: Charakterystyka I-U złącza p-n.Diody.
Budowa złącza p-n, symbol diody, polaryzacja.
Rodzaje nośników i mechanizmy ich przepływu w złączu p-n.
Model pasmowy złącza p-n bez polaryzacji i dla polaryzacji przewodzenia.
Model pasmowy złącza p-n bez polaryzacji i dla polaryzacji zaporowej.
Pojęcia: warstwa zubożona złącza, nośniki prądu.
Co to jest napięcie dyfuzyjne złącza p-n?. Od czego zależy jego wartość?
Wzór Shockley'a. Uproszczenie wzoru dla kierunku zaporowego i przewodzenia.
Wyprowadzenie wzoru na wpółczynnik doskonałości złącza (ze wzoru Shockley'a).
Rezystancja dynamiczna złącza p-n. Zależność od prądu złącza.
Rezystancja szeregowa złącza p-n. Wyznaczanie doświadczalne.
Współczynnik idealności złącza, n. Wyznaczanie doświadczalne.
Charakterystyka I-U diody Si oraz Ge dla kierunku przewodzenia. Wyjaśnić różnice.
Charakterystyka I-U diody Si oraz Ge dla kierunku zaporowego. Wyjaśnić różnice.
Ćwiczenie 4: Elementy stabilizacyjne.Dioda Zenera.
Mechanizmy przebicia w złączu p-n spolaryzowanym w kierunku zaporowym.
Zakres pracy ( polaryzacja) diody prostowniczej oraz diody stabilizacyjnej.
Charakterystyka I-U diody stabilizacyjnej. Parametry dopuszczalne i charakterystyczne.
Wpływ temperatury na charakterystykę I-U złącza p-n, w zakresie przebicia.Zdefiniować odpowiedni współczynnik temperaturowy.
Układ pracy stabilizatora w ćwiczeniu, zastosowane przyrządy pomiarowe.
Stabilizator napięcia z diodą Zenera. Zasada działania.
Współczynnik stabilizacji napięcia badanego stabilizatora. Jak mierzymy?
Przebiegi czasowe napięcia na wejściu i wyjściu stabilizatora.
Zasada doboru rezystora szeregowego w układzie stabilizatora.
Rola filtra (kondensatora) w układzie stabilizatora.
Ćwiczenie 5: Wpływ temperatury na półprzewodnik (termistory) oraz na złącze p-n
Podać ogólną zależność koncentracji ni w półprzewodniku samoistnym od temperatury oraz rodzaju półprzewodnika.
Półprzewodnik domieszkowany o koncentracji akceptorów Na. Model pasmowy. Jak wyznaczyć koncentrację dziur i elektronów ?
Półprzewodnik domieszkowany o koncentracji donorów Nd. Model pasmowy.Jak wyznaczyć koncentrację elektronów i dziur?
Wykres konduktywności od temperatury dla półprzewodnika typu-n. Objaśnić zależność.
Podać i objaśnić wzór na konduktywność półprzewodnika samoistnego.
Podać i objaśnić wzór na konduktywność półprzewodnika domieszkowanego w temperaturze pokojowej.
Objaśnić zależność konduktywności półprzewodnika samoistnego od temperatury.
Wpływ temperatury na charakterystykę I-U złącza p-n, dla kierunku zaporowego, przed wystąpieniem przebicia. Podać wartość odpowiedniego współczynnika temperaturowego.
Wpływ temperatury na charakterystykę I-U złącza p-n, dla kierunku przewodzenia.Podać wartość odpowiedniego współczynnika temperaturowego
Omówić zależność zmian rezystancji termistora z temperaturą.
Ćwiczenie 6: Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n
Fotokonduktywność półprzewodnika. Omówić zjawisko. Podać wzór.
Zjawisko fotowoltaiczne w złączu p-n. Omówić.
Charakterystyka I-U fotodiody. Fotoprąd, prąd ciemny - zdefiniować.
Polaryzacja fotodiody w zakresie pracy. Parametry charakterystyczne.
Charakterystyka I-U ogniwa słonecznego w zakresie pracy.
Wyznaczanie punktu pracy ogniwa słonecznego.
Współczynnik wypełnienia FF i sprawność ogniwa słonecznego.
Moc maksymalna i obciążenie optymalne ogniwa słonecznego - wyjaśnić.
Szeregowe i równoległe łączenie ogniw. Oczekiwany rezultat.
Układ do pomiaru charakterystyki I-U ogniwa słonecznego.
Ćwiczenie 7: Elementy optoelektroniczne (LED+transoptory)
Co to jest detekcja?
Rodzaje fotodetektorów półprzewodnikowych;budowa,klasyfikacja.
Podstawowe parametry fotodetektora.
Omówić różnice pomiędzy diodą p-n i p-i-n.
Fotogeneracja i rekombinacja w przyrządach półprzewodnikowym i w złączu p-n.
Parametry diod LED, diod laserowych i fotodetektorów.
Półprzewodnikowe źródła promieniowania optycznego; budowa, klasyfikacja.
Transoptory; budowa i zasada działania.
Parametry i zastosowanie transoptorów.
Pomiary oscyloskopowe przebiegu impulsowego.
Ćwiczenie 8: Charakterystyki statyczne tranzystora bipolarnego
Model pasmowy tranzystora bipolarnego npn (pnp) bez polaryzacji.
Polaryzacja na WE i WY tranzystora npn (pnp) dla pracy aktywnej w układzie WEmiter.
Polaryzacja na WE i WY tranzystora npn (pnp) dla pracy aktywnej w układzie WBaza.
Zwarciowy współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora. Definicja, wyznaczanie.
Definicje parametrów {h} dla układów WEmiter i WBaza.
Przepływ nośników w tranzystorze npn (pnp) spolaryzowanym dla pracy aktywnej.
Polaryzacja i funkcja złącz tranzystora dla różnych zakresów pracy tranzystora.
Charakterystyki WEJ. i WYJ. tranzystora w układzie OE. Zaznaczyć zakres pracy aktywnej.
Charakterystyki WEJ. i WYJ. tranzystora w układzie OB. Zaznaczyć zakres pracy aktywnej.
Wyznaczanie parametrów małosygnałowych {h} z charakterystyk I-U tranzystora.
Ćwiczenie 9: Tranzystor bipolarny w układzie wzmacniacza małej częstotliwości
Parametry ograniczające zakres pracy aktywnej tranzystora w układzie WE.
Charakterystyki WYJ. tranzystora WE. Zdefiniować prąd zerowy i napięcie przebicia.
Układ pracy i wzmocnienie prądowe w układzie WE.
Prosta pracy i pkt. pracy dla tranzystora w układzie wzmacniacza WE.
Polaryzacja na WE i WY tranzystora npn (pnp) dla pracy aktywnej w układzie WEmiter.
Zdefiniować elementy czwórnika [h] tranzystora w układzie WE.
Model zastępczy tranzystora dla małych sygnałów zmiennych, małych częstotliwości.
Sterowanie prądowe i napięciowe tranzystora we wzmacniaczu WE.
Dobór rezystorów polaryzujących tranzystor (WE) we wzmacniaczu m.cz.
Zasada stabilizacji punktu pracy we wzmacniaczu WE z rezystorem emiterowym.
Ćwiczenie 10,11: Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET, MOSFET
Charakterystyki wyjściowe i przejściowe tranzystora JFET; parametry stałoprądowe.
Budowa struktury i polaryzacja tranzystora JFET z kanałem -n (z kanałem-p).
Model zastępczy tranzystora JFET dla małych sygnałów małych częstotliwości.
Charakterystyki wyjściowe tranzystora MOSFET norm. załączony, kanał-p (kanał-n).
Charakterystyka przejściowa tranzystora MOSFET norm. wyłączony kanał-p (kanał-n).
Budowa struktury i polaryzacja tranzystora MOSFET norm. załączony, kanał-p (kanał-n).
Budowa struktury i polaryzacja tranzystora MOSFET norm. wyłączony, kanał-p (kanał-n).
Układ do pomiaru charakterystyk I-U tranzystora polowego.
Definicje parametrów małosygnałowych tranzystora JFET.
Podstawowy układ polaryzacji tranzystora JFET we wzmacniaczu WS z rezystorem w źródle.
Ćwiczenie 12: Praca impulsowa tranzystora bipolarnego
Analiza położenia punktu pracy tranzystora w układzie OE podczas pracy impulsowej.
Zjawiska związane z gromadzeniem nośników mniejszościowych podczas pracy impulsowej tranzystora.
Definicje i sens fizyczny czasów charakterystycznych dla pracy impulsowej tranzystora.
Zdefiniować czasy przełączania tranzystora bipolarnego.
Od czego zależy czas przełączania w tranzystorze bipolarnym?
Wpływ sposobu sterowania tranzystora na czasy przełączania.
Jak wpływa wielkość prądu tranzystora na szybkość przełączania tranzystora?
Współczynnik przesterowania tranzystora - definicja.
Jakimi właściwościami powinien charakteryzować się tranzystor impulsowy (budowa)?
Jak można zmniejszyć czas życia nośników nadmiarowych w bazie tranzystora?
Polaryzacja złącz tranzystora podczas przełączania.
Ćwiczenie 13: Badanie elementów składowych monolitycznych układów scalonych
Rodzaje izolacji pomiędzy elementami w układzie scalonym monolitycznie.
Objaśnij elementy schematu zastępczego izolacji złączowej w układzie monolitycznym.
Systematyka układów scalonych.
Budowa i typy rezystorów w krzemowym układzie scalonym.
Budowa tranzystora bipolarnego npn w krzemowym układzie scalonym.
Rodzaje tranzystorów pnp w układach monolitycznych.
Wyznaczanie rezystancji szeregowej rzeczywistego złącza p-n.
Obliczanie pojemności złącza p-n.
Zasada pomiaru temperatury za pomocą złącza p-n.
Maksymalna moc rozpraszania elementów półprzewodnikowych.
Ćwiczenie 14: Badanie właściwości układów cyfrowych TTL, CMOS
Podstawowe bramki logiczne. Wyjaśnić ich funkcje logiczne.
Tabela stanów logicznych bramki NOR i NAND.
Budowa i zasada działania inwertera i bramki NOR CMOS.
Zasada zasilania i podstawowe parametry statyczne i dynamiczne układów TTL,CMOS.
Sprawdzanie poprawności działania układu TTL, CMOS.
Podstawowe parametry statyczne i dynamiczne (napięcie zasilania, stany logiczne, charakterystyka przejściowa, moc tracona, czasy propagacji) układów TTL i CMOS.
Charakterystyka przejściowa bramki TTL. Podać oczekiwane wartości napięć.
Układ pomiarowy i charakterystyka wyjściowa w stanie "0" na wyjściu.
Układ pomiarowy i charakterystyka wyjściowa w stanie "1" na wyjściu.
Co to jest obciążalność bramki? Jak ją wyznaczyć eksperymentalnie?
Wyznaczanie maksymalnego prądu wyjściowego w stanie "0" i "1" na wyjściu.
Metoda wyznaczenia rezystancji wyjściowej bramki w stanach "0" i "1" na wyjściu.
Podstawowe parametry rodziny układów TTL standard.
Porównanie układów cyfrowych wytwarzanych w technologii TTL i CMOS
Na czym polega modyfikacja wprowadzona w układach TTL-S (Schottky)
Wyjaśnij skróty i symbole: 74S..., 74L..., 74LS..., 74AS..., 74ALS....
Podaj typowe wartości parametrów charakterystycznych układów TTL standard oraz TTL-S.
Narysować przekrój struktury wejściowego tranzystora 2-wejściowej bramki NAND TTL.
Narysować przekrój tranzystora npn z układu TTL-Schottky.