Сборник описаний лабораторных работ Архангельск 2015


Исследование выпрямительного диода и стабилитрона



бет2/10
Дата01.04.2016
өлшемі0.63 Mb.
#64257
түріСборник
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Исследование выпрямительного диода и стабилитрона


1 Цель работы:

1.1 Исследовать и сравнить свойства выпрямительного диода и стабилитрона.



2 Литература:

2.1 Электронные приборы и усилители. Учебник / Ф.И.Вайсбурд, Г.А. Панаев, Б.И.Савельев. – Москва: Либрком, 2009.



3 Подготовка к работе:

3.1 Подготовить бланк отчёта.

3.2 Изучить теоретический материал.

4 Основное оборудование:

4.1 Персональный компьютер с установленной программой "Multisim 10.1".

5 Задание:

5.1 Получить ВАХ выпрямительного диода.

5.2 Рассчитать коэффициент выпрямления диода.

5.3 Исследовать ВАХ стабилитрона.

5.4 Рассчитать коэффициент стабилизации стабилитрона.

6 Порядок выполнения работы:

6.1 Исследование выпрямительного диода

6.1.1 Загрузить проект pu2_1. Cхема для исследования выпрямительного диода приведена на рисунке 1. Установить в схеме диод марки, указанной в таблице 1.

Таблица 1

№ вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Марка

диода


1N4004

1N3493

1N3903

1N3881

1N3989

1N4004

1N3493

1N3903

1N3881

1N3989

Uобр.max, В

400

110

110

110

110

400

110

110

110

110


Рисунок 1 –Диод выпрямительный. Схема исследования

6.1.2 С помощью анализатора X1V1 получить прямую ветвь ВАХ диода. Для этого выбрать на анализаторе опцию Simulate param. и установить start 0B, stop 1B, шаг (increment)- 10..20 мВ. Запустить расчет и зарисовать полученный график прямой ветви. С помощью флажка установить напряжение U = 1В, измерить и записать соответствующее значение прямого тока.

6.1.3 С помощью анализатора получить обратную ветвь ВАХ, для этого выбрать на анализаторе в опции Simulate param. start отрицательное значение Uобр.max, В из таблицы 1, stop 0B, шаг (increment)- 20..50 В. Зарисовать полученный график в той же системе координат. Измерить и записать значение обратного тока при напряжении обратном U = - 1В.

6.1.4 Рассчитать коэффициент выпрямления диода по измеренным величинам прямого и обратного тока по формуле (1):

(1)

где Iпрпрямой ток, мА, измеренный при U = 1В;

Iобр, мА – обратный ток, мА, измеренный при U = - 1В.

6.2 Исследование стабилитрона

6.2.1 Загрузить проект pu2_2. Cхема исследования стабилитрона приведена на рисунке 2. Установить марку стабилитрона, указанную в таблице 2.



Рисунок 2 –Стабилитрон полупроводниковый. Схема исследования

Таблица 2

Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Марка стабилитрона

1N4731

1N4734

1N4736

1N4738

1N4740

1N4731

1N4734

1N4736

1N4738

1N4740

6.2.2 Исследовать рабочую (обратную) ветвь ВАХ стабилитрона. Изменяя напряжение на источнике питания в заданных в таблице 3 пределах, снять показания амперметра и вольтметра. Результаты измерений тока Iст. и напряжения Uст. занести в таблицу 3.


Таблица 3


UИП, В

0

-1

-3

-5

-10

-15

-20

-30

-40

-50

UСТ, В































IСТ, mA































RСТ, кОм






























6.2.3 По результатам измерений рассчитать статическое сопротивление Rст. Значения занести в таблицу 3.

6.2.4 По данным таблицы 3 построить ВАХ стабилитрона.

6.2.5 Выбрать на ВАХ точку стабилизации, определить и записать напряжение стабилизации UСТ данной марки стабилитрона.

6.2.6 Рассчитать коэффициент стабилизации по формуле (2):

, (2)

где UСТ– напряжение в выбранной точке стабилизации, В;

UИП– напряжение источника питания, при котором стабилитрон держит UСТ, В;

ΔUСТ – изменение напряжения на стабилитроне, В;

ΔUИП – изменение напряжения источника питания, соответствующее ΔUСТ, В.

6.3 Сравнить особенности принципа действия исследуемых диодов на наличие свойства односторонней проводимости и свойства электрического пробоя.



7 Содержание отчёта:

7.1 Титульный лист.

7.2 Цель работы.

7.3 Схемы исследования.

7.4 Таблица с результатами измерений.

7.5 Расчёт Кв и КСТ ,Rст.

7.6 Графики ВАХ.

7.7 Вывод по проделанной работе.



8 Контрольные вопросы:

8.1 Каково назначение выпрямительного диода и стабилитрона?

8.2 Какое свойство p-n перехода используется в работе выпрямительного

диода? В чём суть этого свойства?

8.3 Какое свойство p-n перехода используется в работе стабилитрона? В чём суть этого свойства?

8.4 Какое включение стабилитрона является рабочим и почему?

8.5 Как называются внешние выводы стабилитрона и выпрямительного диода?

8.6 Физический смысл коэффициента стабилизации и выпрямления?

8.7 Чем определяется на ВАХ стабилитрона участок стабилизации?

Приложение А

(информационное)



Полупроводниковые диоды

Полупроводниковым диодом называется двухэлектродный электронный прибор, состоящий из одного p-n перехода. Электроды диода называются анод и катод. Семейство полупроводниковых диодов очень обширно, разные виды диодов могут выполняться из разных полупроводниковых материалов и выполнять различные функции. Работа каждого типа диодов основана на свойствах p-n перехода.

Большинство диодов работают в цепях постоянного тока, поэтому требуется корректное подключение этих компонентов в цепь источника питания. Различают прямое и обратное включение диодов.



Прямое включение требует подключения положительного полюса источника питания к аноду, а отрицательного – к катоду. При подаче минуса на анод, а плюса на катод получается обратное включение диода. Каждый тип диода работает только при определенном способе включения:

  • выпрямительный диод и диод Шотки работают в цепях переменного тока и проводят ток только в прямом направлении;

  • стабилитрон и варикап требуют обратного включения в цепь источника питания;

  • туннельный диод требует прямого включения.

Каждая разновидность диодов характеризуется справочными параметрами. Среди параметров диодов есть группа предельно-допустимых или эксплуатационных, которые устанавливают верхнюю границу (максимальную величину) постоянных токов, напряжений и мощности, не вызывающих разрушения полупроводникового p-n перехода и изменения его рабочего состояния. Например, для выпрямительных диодов главными предельно- допустимыми параметрами являются:

Uобр.max, В - предельно–допустимое обратное напряжение, предотвращающее наступление электрического пробоя p-n перехода;

Iпр.max,мА - предельно–допустимый прямой ток, предотвращающий наступление теплового пробоя p-n перехода.

Классификация диодов и основные сведения приведены в таблице 1.

Таблица 1А

Диод

Условное графическое обозначение

Используемое свойство p-n перехода

Основное применение

Выпрямительный




Односторонняя проводимость (вентильное свойство)- способность проводить ток только в одном направлении

Преобразование переменного тока в постоянный

Стабилитрон




Электрический пробой p-n перехода – потеря p-n переходом свойства односторонней проводимости

Стабилизация постоянного напряжения

Туннельный




Туннельный эффект

Генерация, усиление колебаний, работа в ключевом режиме

Диод Шотки




Односторонняя проводимость без образования диффузионной емкости

Преобразование СВЧ тока в постоянный

Варикап





Зависимость барьерной емкости p-n перехода от приложенного напряжения

В качестве переменной емкости для подстройки колебательных контуров и в схемах умножения частоты



Лабораторная работа №3

Исследование биполярного и МДП - транзистора в статическом режиме

1 Цель работы:


    1. Экспериментально подтвердить свойства биполярного и МДП- транзисторов: особенности управления в схеме с общим эмиттирующим электродом, посредством исследования выходных характеристик.



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет