Эксперимент 2: Получение вольтамперной характеристики диода на экране осциллографа.
Nbsp; Содержание ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………........ 2 1 Задание № 1 Исследование характеристик диода и стабилитрона………………………………………………………….. 5 2 Задание № 2 Изучение ключевых схем на транзисторах…………………………………………………………. 13 3 Задание № 3 Расчет параметрического стабилизатора постоянного напряжения……………………………………… 17 4 Задание №4.Расчет усилителя на биполярном транзисторе ……………………….…. 21
ЗАДАНИЕ № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДИОДА И СТАБИЛИТРОНА
Цель работы: изучить принцип действия и основные характеристики полупроводниковых приборов: диода и стабилитрона.
Краткие теоретические сведения
Полупроводниковый диод представляет собой монокристалл, в котором созданы области различной проводимости: дырочной (p-типа) и электронной(n-типа). Граница между этими областями называется p-nпереходом(рисунок 1.1,а). Если к кристаллу приложить напряжение так, чтобы к p-области был приложен отрицательный потенциал, а к n-области ‑положительный, то носители, притягиваясь к разноименным полюсам, создадут около p-nперехода область, лишенную носителей.
Рисунок 1.1 ‑Полупроводниковые диоды и их характеристики
Эта область как бы разрывает цепь, и ток в этой цепи отсутствует. Такая полярность напряжения называется запирающей или обратной и соответствует закрытому состоянию диода (рисунок 1.1,б).
|
|
|
Противоположная полярность напряжения перемещает носители навстречу друг другу, и происходит переход (инжекция) носителей в «чужую» область. В результате во внешней цепи появляется ток. Такая полярность напряжения называется прямой или отпирающей и соответствует открытому диоду (рисунок 1.1,в). Типичная вольтамперная характеристика полупроводникового диода изображена на рисунке 1.1,г. Здесь ветвь 0асоответствует проводящему (прямому) направлению, а ветвь 0b‑непроводящему (обратному). В прямом направлении диод характеризуют допустимым токомIпр.доп. и соответствующим ему падением напряжения на диоде Uпр.max.
В обратном направлении диод характеризуют допустимым значением напряжения Uобр.max, которое может быть приложено к диоду.
Наличие у диода критического обратного напряжения, при котором наступает электрический (не тепловой) пробой, позволяет использовать полупроводниковый диод в схемах стабилизации напряжения. Одна из возможных схем стабилизации представлена на рисунке 1.2. Выходное напряжение схемы с большой точностью поддерживается на заданном уровне Uвых=const, равном критическому (пробивному) напряжению диода. Разница между входным и выходным напряжениями гасится на сопротивлении RГ.
|
|
|
Если входное напряжение возрастает, то увеличивается и обратный ток диода, возрастает ток Iи падение напряжения на гасящем сопротивлении RГ. Приращения напряжений UвхиΔI·RГвзаимно компенсируются, а Uвыхсохраняется на заданном уровне.
Диод, используемый для стабилизации напряжения, называется стабилитроном. Недостаток даннойсхемы ‑зависимость пробивногонапряжения стабилитрона, а, следовательно, и выходного напряжения Uвых от температуры. Эту зависимость можно существенно уменьшить, включив последовательно со стабилитроном компенсирующий диод в прямом направлении.
Рисунок 1.2
Программа работы.
Эксперимент 1: Снятие вольтамперной характеристики диода.
Создайте схему, изображенную нарисунке1.3. Для снятия прямой ветви ВАХ переключатель установите в правое положение. Конкретное значение сопротивления R1выберите по номеру варианта (из листа по технике безопасности).Включите схему.
Рисунок 1.3
а)‑схема в обозначенияхпо ГОСТ;
б)‑схема впрограммеElectronicsWorkbench.
Последовательно устанавливая значение ЭДС источникаGB2 от 6 до 0 В, запишите значения напряжения Uпри тока Iпрдиода в таблицу 1.1. На указанном диапазоне взять не менее 15-20 точек.
|
|
|
Таблица 1.1 ‑Прямая ветвь ВАХ диода
| Е, В | Uпр, В | Iпр, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для снятия обратной ветви ВАХ переключатель установите в левое (по схеме) положение. Последовательно устанавливая значение ЭДС источника GB2от 0 до 20В, запишите значения напряжения Uоби тока Iобдиода в таблицу 1.2.
Таблица 1.2‑Обратная ветвь ВАХ диода
| Е, В | Uоб, В | Iоб, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
По полученным данным постройте графики Iпр=f(Uпр) и Iоб=f(Uоб).
Эксперимент 2: Получение вольтамперной характеристики диода на экране осциллографа.
Создайте схему(рисунок 1.4). Включите схему. На ВАХ, появившейся на экране осциллографа, по горизонтальной оси считывается напряжение на диоде в милливольтах (канал А), а по вертикальной ‑ток в миллиамперах (канал В, 1 мВ соответствует 1 мА). Обратите внимание на изгиб ВАХ (линия получается множественной, вследствие переходных процессов, происходящих в полупроводниковом приборе в момент включения; при установившемся режиме останется одна линия).
Рисунок 1.4
а) ‑ схема в обозначенияхпо ГОСТ;
б)‑схема впрограммеElectronicsWorkbench.
Начертите полученную ВАХ.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1410; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!