ПРЕДИСЛОВИЕ

Р. Х. Сайфутдинов

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Сборник лабораторных работ

ЧАСТЬ 1

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

УДК 621.38(075.8)

ББК

С 149

Рецензенты:

Кафедра естественно-научных дисциплин Хабаровского филиала Новосибирской государственной академии водного транспорта (заведующий кафедрой Л. А.Катрушева)

Ведущий специалист филиала ОАО «Дальсвязьстрой» ПМК-2 А. И. Ипполитов

Сайфутдинов Р. Х.

С 149Физические основы электроники: Сборник лабораторных работ. Часть 1 / Р. Х. Сайфутдинов – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. – 30 с.: ил.

Сборник лабораторных работ соответствует Государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования направлений 654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», 657600 «Подвижной состав железных дорог».

Сборник содержит описание пяти лабораторных работ по исследованию характеристик и параметров полупроводниковых приборов с помощью системы компьютерного моделирования электрических и электронных схем Electronics Workbench. В каждой работе приведены краткие теоретические сведения об объектах и способах их исследования, порядок моделирования схем, методиках обработки результатов экспериментов

Предназначено для студентов второго курса специальности 181400 “Электрический транспорт железных дорог” и студентов третьего курса специальности: 180400 “Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов” дневной формы обучения.

УДК 621.38(075.8)

ББК

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сборник содержит описание пяти лабораторных работ, посвященных исследованию характеристик и параметров основных видов полупроводниковых приборов. Исследование производится с помощью системы компьютерного моделирования электрических и электронных схем Electronics Workbench (EWB). Применение компьютерного моделирования по сравнению с исследованием реальных электронных схем отличается некоторой идеализацией и упрощением многих процессов. При этом для учебных целей, как средство первичного подхода к разработке электронной схемы и её анализу компьютерное моделирование обладает существенными преимуществами перед исследованиями на реальных электронных компонентах. При наличии только двух стандартных компонентов – ЭВМ и программного обеспечения - компьютерная модель позволяет проводить исследования в реальном масштабе времени самых разнообразных электронных компонентов, выпускаемых промышленностью. При необходимости возможно исключение второстепенных свойств модели для выявления главных закономерностей. Модель обеспечивает проведение измерений, сложных и дорогостоящих в реальном исполнении. Немаловажным для указанных выше целей является безопасность для студента и оборудования при эксперименте на компьютерной модели.

Выбор EWB в качестве системы компьютерного моделирования объясняется тем, что в ней на экране ЭВМ имитируется реальное рабочее место исследователя – электронщика, изображения компонентов схем соответствуют стандартным условным обозначениям, а изображение электроизмерительных приборов повторяет их экраны и лицевые панели с функционирующими органами управления. Экспериментальная часть описанных в сборнике работ по методике, схемным решениям, применяемым источникам сигналов и контрольно-измерительным приборам максимально приближена к соответствующим реальным объектам. Это позволяет повторить эксперимент в реальных условиях со стандартным набором оборудования и способствует формированию у студентов навыков реальных исследований.

В каждой работе приведены краткие теоретические сведения об устройстве и параметрах исследуемых полупроводниковых приборах, а так же описана сущность методики эксперимента и обработки экспериментальных результатов. Порядок выполнения каждой работы содержит схему исследования, назначение её компонентов и способы управления ими. Здесь же приведены подробный порядок действий при экспериментах, таблицы для результатов измерений и расчётов, указаны характеристики и параметры, которые требуется оформить в виде графиков или вычислить. В каждой работе приведен список контрольных вопросов, позволяющий студенту подготовиться к защите лабораторного отчета.

Перед началом эксперимента программа EWB должна быть запущена преподавателем. Схему экспериментальной установки студент должен собрать в рабочем поле EWB (рис П.1) или открыть соответствующий файл.

Рис. П.1. Окно программы EWB

В EWB применен стандартный оконный интерфейс, не вызывающий затруднений при сборке схемы. Каждая группа компонентов схем становится доступной при активизации (указателем мыши) соответствующей пиктограммы в верхней части экрана (нижний ряд). В качестве примера на рис П.1 активизированы панели базовых элементов и индикаторы. Нестандартные для EWB элементы схем сгруппированы в панели «Favorites» (левая пиктограмма нижнего ряда).

Сборка схемы заключается в перемещении компонентов с помощью указателя мыши (при нажатой левой кнопке мыши) из соответствующей панели в рабочее окно и соединении их выводов. Изменение параметров компонентов становится доступным при двойном щелчке левой кнопке мыши на изображении элемента схемы и производится по указанию преподавателя. Включение экспериментальной установки (запуск процесса моделирования) производится щелчком левой кнопки мыши на изображении клавишного выключателя в правом верхнем углу экрана (Aktivate simulation), аналогично производится её выключение.

Отчет по работе должен содержать титульный лист, цель работы, схему экспериментальной установки, начерченную с использованием стандартных условных графических обозначений, таблицы с результатами измерений и расчётов, необходимые расчётные формулы и расчёты, графики и выводы по работе. При оформлении отчета должны быть соблюдены основные требования, предъявляемые к техническим документам.