ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. Лабораторная работа 1 исследование полупроводниковых диодов цель

• Название: Лабораторная работа 1 исследование полупроводниковых диодов цель
• Дата: 05.10.2021
• Размер: 107.16 Kb.
• Имя файла: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.docx
• Тип: Лабораторная работа; #241718

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ

Цель работы: изучение принципа действия полупроводниковых диодов различного назначения и приобретение навыка снятия их вольт-амперных характеристик (ВАХ).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. 
   Исследование выпрямительных диодов
   

1. 
   Снятие ВАХ выпрямительных диодов, включенных в прямом направлении
   

1. 
   Снять ВАХ германиевого диода Д7Е, включенного в прямом направлении. Для чего собрать схему по рис.1. В качестве Е₁ использовать источник питания Е₁=010 В (источник питания с левой стороны наборного поля). Для амперметра А установить предел измерения 20 мА, для вольтметра V – 2 В. Ручки регулятора напряжения источника Е₁
   

«грубо» и «точно» перевести в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы включить источник Е₁.




Рис. 1. Прямое включение выпрямительного диода

2. 
   Для снятия ВАХ германиевого диода Д7Е, включенного в прямом направлении, необходимо с помощью регулятора напряжения источника Е₁ задавать значения тока I_пр через диод (амперметр А) в соответствии с таблицей 1 и записать значения соответствующего напряжения U_пр (вольтметр V). Результаты свести в табл. 1. По окончании эксперимента уменьшить напряжение на диоде до 0 и отключить источник Е₁.
   

Таблица 1

Iпр, мА	0	0,1	0,5	1	2	4	6	8	10	12
Uпр, В

3. 
   Снять ВАХ кремниевого диода FR307, включенного в прямом направлении. Для чего выполнить все операции по п. 1.1.2. Результаты свести в таблицу, аналогичную табл. 1. Примерный вид характеристики приведен на рис. 2.
   

I ,

пр

мА
U_пр, мВ

Рис. 2. Примерный вид ВАХ выпрямительного диода, включенного в прямом направлении

2. 
   Снятие ВАХ выпрямительных диодов, включенных в обратном направлении
   

1. 
   Собрать схему обратного включения диода по рис. 3.
   

Рис. 3. Обратное включение выпрямительного диода
В качестве Е₂ использовать источник питания Е₂=020 В (источник питания с правой стороны наборного поля). Для амперметра А установить предел измерения 2 мА, для вольтметра V – 20 В. Ручки регулятора напряжения источника Е₂ «грубо» и «точно» перевести в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы включить источник Е₂.

2. 
   Для снятия ВАХ германиевого диода, включенного в обратном направлении, необходимо с помощью регулятора источника Е₂ задавать значения напряжения U_обр, приложенного к диоду (вольтметр V), в соответствии с таблицей 2 и записать значения соответствующего тока I_обр (амперметр А). Результаты свести в табл. 2. По окончании эксперимента уменьшить напряжение на диоде до 0 и отключить источник Е₂.
   

Таблица 2

Uобр, В	0	0,1	0,5	1	2	4	6	8	10	15	20
Iобр, мкА

3. 
   Снять ВАХ кремниевого диода, включенного в обратном направлении. Для чего выполнить все операции по п. 1.2.2. Результаты свести в таблицу, аналогичную табл. 2. Примерный вид характеристики приведен на рис. 4.
   

U_обр, В

I_обр, мкА
Рис. 4. Примерный вид ВАХ выпрямительного диода, включенного в обратном направлении

2. Исследование кремниевого стабилитрона (Д814А)

1. 
   Собрать схему по рис.5. В качестве Е₂ использовать источник питания Е₂=020 В (источник питания с правой стороны наборного поля). Для амперметра А установить предел измерения 20 мА, для вольтметров V₁ и V₂ – 20 В. Ручки регулятора напряжения
   

источника Е₂ «грубо» и «точно» перевести в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы включить источник Е₂.




Рис. 5. Схема для исследования стабилитрона

2. 
   Снять ВАХ стабилитрона. Для этого необходимо изменять напряжение U₁ в соответствии с таблицей 3 и записывать напряжение и ток стабилитрона. Результаты свести в табл. 3. По окончании эксперимента уменьшить напряжение на стабилитроне до 0 и отключить источник Е₂.
   

Таблица 3

U2, В	0	2	4	6	7	8	9	10	12	14
U1=Uст, В
Iст, мА

Примерный вид характеристики приведен на рис. 6.

-U_ст, В
мА

Рис. 6. Примерный вид ВАХ стабилитрона

3. Исследование туннельного диода

1. 
   Снятие ВАХ туннельного диода (А4201Г), включенного в прямом направлении
   

1. 
   Собрать схему по рис. 6. Для амперметра А установить предел измерения 20 мА, для вольтметра V – 2 В. Ручки регулятора напряжения источника Е₂ «грубо» и «точно» перевести в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы включить источник Е₂.
   

Рис. 6. Схема для исследования туннельного диода

2. 
   
   пр пр
   Для снятия ВАХ туннельного диода, включенного в прямом направлении, необходимо с помощью регулятора напряжения источника Е₂ задавать значения тока I_пр через диод в соответствии с таблицей 6 и записать значения соответствующего напряжения U_пр и так до точки А (рис. 7). При I_пр =1820 мА произойдет бросок напряжения U_пр с долей вольта U_пр = U_пр1 до U_пр2>1 В (точка В на характеристике). С этого момента нужно уменьшать U_пр и записывать значения уменьшающегося тока I_пр до минимального I ^*, соответствующего точке С на рис. 10. При дальнейшем уменьшении U произойдет бросок I_пр до точки А. Участок АС не снимать, дорисовать характеристику. Результаты свести в табл. 4. По окончании эксперимента уменьшить напряжение на диоде до 0 и отключить источник Е₂.
   

Таблица 4

Iпр, мА	0	0,5	1	2	6	10	16	18	19	20		18-20	16	12	8	4	* Iпр
Uпр, В										Uпр1		Uпр2

I , мА

пр

_I * пр

U

пр1
U

пр2

U , В

пр
Рис. 7. Примерный вид ВАХ туннельного диода, включенного в прямом направлении

2. 
   Снятие ВАХ туннельного диода, включенного в обратном направлении
   

1. 
   Собрать схему обратного включения диода по рис. 8.
   

Рис. 8. Обратное включение туннельного диода
Для амперметра А установить предел измерения 20 мА, для вольтметра V – 2 В. Ручки регулятора напряжения источника Е₁ «грубо» и «точно» перевести в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы включить источник Е₁.

2. 
   Для снятия ВАХ туннельного диода, включенного в обратном направлении, необходимо с помощью регулятора источника Е₁ задавать значения тока I_обр в соответствии с таблицей 5 и записать значения соответствующего напряжения U_обр. Результаты свести в табл. 5. По окончании эксперимента уменьшить напряжение на диоде до 0 и отключить источник Е₁. Примерный вид характеристики представлен на рис. 9.
   

Таблица 5

Iобр, мА	0	0,5	1	2	4	6
Uобр, мВ

В

U , м

обр

I_обр, мА

Рис. 9. Примерный вид ВАХ туннельного диода, включенного в обратном направлении

4. Исследование светодиода

4.1. Собрать схему для снятия прямой ветви светодиода по рис. 10. В качестве Е₁ использовать источник питания Е₁=010 В (источник питания с левой стороны наборного поля). Для амперметра А установить предел измерения 20 мА, для вольтметра V – 20 В. Ручки регулятора напряжения источника Е₁ «грубо» и «точно» перевести в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы включить источник Е₁.
Рис. 10. Схема для исследования светодиода
3.2. Для снятия ВАХ светодиода необходимо с помощью регулятора напряжения источника Е₁ задавать значения тока (амперметр А) в соответствии с таблицей 6 и записать значения соответствующего напряжения (вольтметр V). Предельное значение тока I_пред принять меньшим на 2 единицы значения, указанного на светодиоде. Результаты свести в табл. 6.

Таблица 6

Iсв, мА	0	0,5	1	2	…	Iпред
U, В

Примерный вид характеристики приведен на рис. 11.
I , мА

пр

U , В

пр
Рис. 11. Примерный вид ВАХ светодиода

Содержание отчета

1. 
   Схемы включения полупроводниковых диодов.
   
2. 
   Таблицы экспериментальных данных.
   
3. 
   Графики ВАХ исследованных полупроводниковых диодов.
   
4. 
   По ВАХ выпрямительного диода определить:
   

• 
  статическое сопротивление на прямой и обратной ветвях характеристики;
  
• 
  динамическое сопротивление на линейном участке прямой и обратной ветви ВАХ.
  

5. 
   По ВАХ кремниевого стабилитрона определить:
   

• 
  напряжение пробоя стабилитрона;
  
• 
  максимальный и минимальный токи, при которых обеспечивается стабилизация напряжения.