DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz...

26
DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum 1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergang, Diodenkennlinie Transistor Leuchtdioden Versuch E 21: Schalttransistoren Versuch E 24: Operationsverstärker

Transcript of DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz...

Page 1: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 1

Der Arbeitsplatz

Halbleiter-Grundlagen

Leitungsmechanismen

p-n-Übergang, Diodenkennlinie

Transistor

Leuchtdioden

Versuch E 21: Schalttransistoren

Versuch E 24: Operationsverstärker

Page 2: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 2

Versuch E 21: Schalttransistoren

statische Schaltstufe:

LED

R

R

= 22 kW

VA

DMMDMM

0 V

+US

2

C

IC

IB

R1

UEinUA

Steckbrett-Layout

6,5 V

6,5V – ULED = 5 V

5V / 5 mA = 1 kW

Page 3: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 3

Versuch E 21: Schalttransistoren

dynamische Schaltstufe:

Steckbrett-Layout

6,5 V

1 kW47 kW

Verlauf Basisspannung

IB = 6V /47 kW0,13 mA

IC = 200 * 0,13 mA = 25 mA

IC_max = 5 mA >> Sättigung

Page 4: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 4

Versuch E 21: Schalttransistoren

monostabile Kippschaltung:

Steckbrett-Layout

6,5 VLED

Page 5: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 5

Versuch E 21: Schalttransistoren

astabile Kippschaltung:

Steckbrett-Layout

6,5 V

Page 6: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 6

Versuch E 24: Operationsverstärker

Idealer OV:

UA = vdiff (U+ - U-)

vdiff

RE- =

RE+ = RA = 0

Page 7: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 7

vdiff > 106

RE >> 106 W RA = 10..100 W

+15 V

-15 V

Versuch E 24: Operationsverstärker

realer OV:

Page 8: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 8

U+ = U- = 0 V

I1 = UE / R1

I2 = UA / R2

I1 + I2 = 0

UA = - UE * R2 /R1

Versuch E 24: Operationsverstärker

Umkehrverstärker:

Page 9: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 9

Versuch E 24: Operationsverstärker

Umkehrverstärker: Versuchsschaltung

Page 10: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 10

Versuch E 24: Operationsverstärker

Umkehrintegrierer:

2CdQ

Idt

1 2 0I I

1AE

dUU

dt RC

1EUIR

1( ) ( ) (0)A E AU t U t dt U

RC

C AQ C U 2AdU

I Cdt

Page 11: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 11

Versuch E 24: Operationsverstärker

Umkehrintegrierer: Rechteckspannung

Page 12: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Physikalisches Modulpraktikum 12

Versuch E 24: Operationsverstärker

Umkehrintegrierer: Frequenzgang

Sinus-Signal verwenden

Aussteuerungsgrenzebeachten

Diagrammdoppel-logarithmisch

Page 13: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

U10..20 V0..0,8 A

U1 U2

U20..20 V0..0,8 A

U3

U30..7 V0..3 A

Spannung Strom

Funktion Messgerät

Page 14: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

0 V +Die Ausgänge sind potentialmäßig

voneinander unabhängig-

Page 15: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

0 V +-

Konvention für Kabelfarben:

+ = rot

- = blau 0 V = schwarz

Page 16: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

DEPARTMENT PHYSIK

Elektronik-Grundlagen

Page 17: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,
Page 18: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,
Page 19: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,
Page 20: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,
Page 21: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,
Page 22: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

R 1

Page 23: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

R 1

Page 24: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,

R 1

Page 25: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,
Page 26: DEPARTMENT PHYSIK Elektronik-Grundlagen Physikalisches Modulpraktikum1 Der Arbeitsplatz Halbleiter-Grundlagen Leitungsmechanismen p-n-Übergangp-n-Übergang,