Исследование полупроводниковых диодов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

" ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ"

по дисциплине: Электроника 1.3

Томск 2022

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение характеристик и параметров диодов - выпрямительного, Шоттки, стабилитрона и светодиода и устройств на их основе.

ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

1) Исследование выпрямительного диода

a) собрать схему для исследования выпрямительного диода на постоянном токе. Для измерения анодного тока и анодного напряжения используйте мультиметры в режиме измерения тока и напряжения соответственно. Последовательно с диодом включить токоограничивающий резистор R1. Для регулирования анодного тока используйте источник постоянного напряжения и потенциометр.

Снять вольтамперную характеристику выпрямительного диода на постоянном токе для прямой ветви. Диапазон изменения анодного тока диода ограничить значением 100 мА. Для снятия характеристики регулировать напряжение на выходе потенциометра R2. Результаты измерений занести в таблицу, по которым построить прямую ветвь ВАХ (10-15 точек);

b) собрать схему для снятия обратной ветви ВАХ D1, подключив к R2 источник питания -12В; снять обратную ветвь ВАХ диода Результаты измерений занести в таблицу, по которым построить обратную ветвь ВАХ.

c) определить параметры диода: максимальное напряжение между анодом и катодом в открытом состоянии Ua max при максимальном анодном токе Ia maх, пороговое напряжение e0, дифференциальное сопротивление rд и статическое сопротивление Rст. Сравнить дифференциальное и статическое сопротивление диода;

d) собрать схему с источником переменного тока и осциллографом. Сохранить изображение экрана осциллографа, определить масштабы по току и напряжению;

2) Исследование диода Шоттки

a) Выполнить пункты а-d для диода Шоттки (1N5819G). Сравнить ВАХ и параметры диода Шоттки с параметрами и ВАХ обычного выпрямительного диода.

3) Исследование стабилитрона

a) Выполнить пункты а,b для стабилитрона (BZX55C4V7), установив сопротивление резистора R1 = 1кОм.. Сравнить ВАХ стабилитрона и ВАХ обычного выпрямительного диода. По ВАХ, снятой на постоянном токе, определить напряжение стабилизации Uст и дифференциальное сопротивление rд ст.

4) Исследование светодиода

a) Собрать схему для исследования прямой ветви ВАХ светодиода (LED_green) на постоянном токе, установив сопротивление резистора R1 = 1кОм; снять ВАХ. Определить ток, при котором становится заметным свечение светодиода.

5) Исследование схем диодных ограничителей

a) Собрать схему простейшего диодного ограничителя с нулевым пороговым напряжением. Снять сфазированные осциллограммы напряжений входного, выходного, на диоде и анодного тока. Нарисовать сфазированные осциллограммы с указанием всех основных параметров;

b) собрать схему диодного ограничителя со стабилитронами. Снять сфазированные осциллограммы входного и выходного напряжений с указанием всех основных параметров. Перевести осциллограф в режим X-Y (B/A), получить передаточную характеристику ограничителя, определить пороговые напряжения, сравнить с характеристикой, полученной в предварительном задании.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1) Исследование выпрямительного диода

Рис. 1 Схема для исследования выпрямительного диода на постоянном токе

Таблица 1

Результаты измерений

Рис. 2 ВАХ выпрямительного диода

Рис. 3 Схема для снятия обратной ветки ВАХ

Таблица 2

Результаты измерений

Рис. 4 Обратная ВАХ выпрямительного диода

c) Определение параметров диода

???? ??????=780 мВ при ???? ??????=112 мА;

Пороговое напряжение: ??₀ = 700 мВ;

Дифференциальное сопротивление:

;

Статическое сопротивление:

Статическое сопротивление больше дифференциального сопротивления диода.

Рис. 5 Схема с источником переменного тока и осциллографом

Рис. 6 Осциллограмма выпрямительного диода

2) Исследование диода Шоттки

Рис. 7 Схема для исследования диода Шоттки на постоянном токе

Таблица 3

Результаты измерений

Рис. 8 ВАХ диода Шоттки и выпрямительного диода

Рис. 9 Схема для снятия обратной ветки ВАХ

Таблица 4

Результаты измерений

Рис. 10 Схема диода Шоттки с осциллографом на переменном токе

Рис. 11 Осциллограмма диода Шоттки

3) Исследование стабилитрона

Рис. 12 Схема стабилитрона на постоянном токе

Таблица 5

Результаты измерений

Рис. 13 ВАХ стабилитрона и выпрямительного диода

Напряжение стабилизации:

Uст= 472,039 мВ;

Дифференциальное сопротивление стабилитрона:

Рис. 14 Схема со стабилитроном для обратной ветви ВАХ

Таблица 6

Результаты измерений

4) Исследование светодиода

Рис. 15 Схема со светодиодом

Таблица 6

Результаты измерений

Зеленым загорелся при анодном токе 5,579 мА

5) Исследование диодных ограничителей с нулевыми пороговым значением

Рис. 16 Схема диодных ограничителей с нулевым пороговым напряжением

Рис. 17 Осциллограмма

Рис. 18 Схема диодных ограничителей с нулевым пороговым напряжением

Рис. 19 Осциллограмма

6) Исследование диодных ограничителей со стабилитронами

Рис. 20 Схема диодных ограничителей со стабилитронами

Рис. 21 Осциллограмма

диод ток осциллограф стабилитрон

Рис. 22 Осциллограмма

Вывод

В ходе лабораторной работы были рассмотрены и изучены параметры и характеристики выпрямительного диода, диода Шоттки, стабилитрона, светодиода и ограничителей на их основе. Результаты были представлены в виде расчетов, ВАХ, осциллограмм, передаточных характеристик.

Размещено на Allbest.ru