Лаба- 1 Электроника. Лабораторная работа 1 Полупроводниковый диод студенты группы бск1901 Романов Иван Андреевич
 Скачать 1.07 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева» (СибГУ) Институт информатики и телекоммуникаций Кафедра электронной техники и телекоммуникаций ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Полупроводниковый диод Выполнил: студенты группы БСК19-01 Романов Иван Андреевич Мироненко Ефим Сергеевич Проверил: доцент кафедры ЭТТ Сухарев Е.Н. Дата сдачи: «_____»________20___г. Дата защиты: «____»_________20__г. Оценка:__________________ __________________________________ (подпись руководителя) Красноярск 2021 г. Лабораторная работа №1 Полупроводниковый диод Цель работы – изучить принцип действия и характеристики полупроводникового диода. Измерение вольтамперной характеристики диода 1. В программе Electronics Workbench построим схему для измерения вольтамперной характеристики (ВАХ) диода (рис. 1).  Рисунок 1. Схема для измерения ВАХ диода. Для этого мы создали источник постоянного напряжения E величиной 1 В, затем подсоединили к нему потенциометр R номинальным сопротивлением 1 кОм. Управляющий вывод потенциометра соединили со входом источника напряжения Е2, управляемого напряжением. Он должен передавать напряжение, задаваемое потенциометром в цепь с диодом и обеспечивать развязку по току между диодом и резистором. Таким образом, потенциометр образует делитель напряжения. При 100% от его номинального сопротивления, напряжение на управляющем выводе равно нулю. При каждом нажатии на клавишу R напряжение на выходе будет ступенчато увеличиваться от нуля до величины E. Относительная величина шага задается параметром Increment. Источник Е2 передает напряжение с управляющего вывода потенциометра на диод в соотношении 1В/1В, следовательно, вольтметры V1 и V2 должны показывать одинаковые напряжения. Для измерения тока через диод BA157GP последовательно с ним включается амперметр постоянного тока. 2. В свойствах диодах укажем температуру 25°C. 3. Запускаем симуляцию. Нажимая на клавишу R, увеличиваем напряжение на диоде от нуля до 1 В с шагом 0,1 В, каждый раз фиксируя при этом значение тока через диод. Результаты измерений занесем в таблицу 1. Прямой ток через диод соответствует положительному напряжению на нем. 4. Перевернем диод, задав таким образом обратное напряжение на нем и повторим п.3. Убедимся, что диод не проводит ток в обратном направлении. 5. Зададим температуру диода T=50°C, зададим начальное значение потенциометра Setting 100% и повторим пункты 3 и 4.
6. По данным таблицы 1 построим графики ВАХ диода для разных температур в одной координатной плоскости.  Рисунок 2 - графики ВАХ для разных температур. 7. Вычислим статическое сопротивление R диода для точки U=0,65 В и дифференциальное сопротивление rдиф в окрестностях этой же точки для ВАХ при T=25°C. I= 2,2 мА  Рисунок 3. График ВАХ при температуре Т = 25°C R=U/I= 0,65/2,2= 0,3 Ом rдиф= dU/dI= 0,5/2,6=0,2 Ом Определение тока и напряжения на диоде в цепи постоянного тока 8. Построим схему, изображенную на рис. 4, подав на диод постоянное напряжение E=1 В.  Рисунок 4. Схема с постоянным напряжением на диод 9. С помощью вольтметра и амперметра измерим напряжение и ток на диоде. Результаты измерений: U=0,685 В, I= 3,15 мА 10. Зная ВАХ диода, значение сопротивления R, величину напряжения источника E найдем ток через диод и напряжение на нем с помощью графоаналитического метода. Для этого запишем выражение по второму закону Кирхгофа для данной цепи: UD E-IDR В этом уравнении два неизвестных: UD и ID. Для их нахождения потребуется еще одна зависимость, связывающая эти величины – это ВАХ диода, измеренная в п. 3 и 4 и заданная графически. При холостом ходе ID = 0, а значит максимальное напряжение на диоде U= E= 1 В При коротком замыкании UD = 0, а значит максимальный ток в цепи ID=E/R=1/100=0,01А=10мА Соединив на графике ВАХ точки (1;0) и (0;10) прямой линией, получим так называемую нагрузочную прямую. Она пересечет кривую ВАХ в точке (UD; ID)  Рисунок 5. График ВАХ, содержащий нагрузочную прямую UD=0,7 В ID= 3,13 мА UD и ID мы получили почти точно такие же как и в пункте 9. |