измерение вах двухполюсников. ИЗМЕРЕНИЕ ВАХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ. Лабораторная работа 4 " измерение вольтамперных характеристик двухполюсников" Выполнили студенты группы биктс31 Саратов 2019
 Скачать 248.89 Kb.
|
Принцип действия туннельного диодаПотенциал, который необходим для того, чтобы заставить туннельный диод выступать в роли проводника, будь то в режиме прямого или обратного смещения, очень невелик, обычно этот потенциал находится в диапазоне милливольт. Именно поэтому туннельные диоды известны как приборы с низким сопротивлением. Они очень слабо противодействуют движению тока в цепи.  Рисунок 5 – График ВАХ типичного туннельного диода Самой уникальной особенностью туннельных диодов является их соотношение напряжение-ток, когда они имеют прямое смещение. Когда туннельный диод имеет прямое смещение (от точки А до точки В на графике) при увеличении напряжения, ток также растет до определенной величины. Как только это значение оказывается достигнутым, дальнейшее повышение напряжения при прямом смещении заставляет ток снижаться до минимального значения (от точки В до точки С). В области, которая находится на графике между максимальным и минимальным потоками тока, туннельный диод имеет отрицательное сопротивление. В этой области отрицательного сопротивления ток, идущий через туннельный диод, фактически снижается при повышении напряжения. Происходит прямо противоположное обычному соотношению напряжение ток. Однако, когда напряжение за точкой С повышается, то данный прибор демонстрирует обычное соотношение напряжения и тока. В обычных условиях туннельные диоды работают в области своего отрицательного сопротивления. В данной области незначительное уменьшение напряжения включает этот прибор, а небольшое повышение — выключает его. В качестве такого своеобразного выключателя туннельный диод может использоваться либо как генератор, либо как высокоскоростной выключатель: специфическая особенность прибора, низкое сопротивление, позволяет почти мгновенно изменять внутреннее сопротивление. Туннельные диоды могут также использоваться в качестве усилителей, где изменения в подаваемом напряжении в сторону повышения, вызывают пропорционально более значительные изменения тока в цепи. Резистор — это самый распространенный электронный компонент. Основным параметром резистора считается сопротивление, которое характеризуется его способностью в препятствии протекания электрического тока. Единицами сопротивления у резисторов являются – Омы (Ω), Килоомы (1000 Ом или 1КΩ) и Мегаомы (1000000 Ом или 1МΩ).  Рисунок 6 – Схемы резистора Практически ни одна схема не обходиться без резисторов. С помощью подбора соответствующих величин резисторов и их соединений, происходит нужное распределение электрического тока в цепи. Характеристики резистора Кроме предельного сопротивления, резисторы обладают рядом других физиотехнических показателей, которые имеют большое значение в его применении. Среди основных параметров выделяются такие характеристики резистора, как сопротивление по номинальному значению и его возможное отклонение, рассеиваемая мощность, предельное рабочее напряжение, максимальная температура, температурный коэффициент сопротивления, частотный отклик и шумы. Рассмотрим некоторые из них. Температурный коэффициент сопротивления ТКС Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) определяет относительное изменение величины сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 ° по Цельсию. ТКС может быть как положительным, так и отрицательным. Если резистивная пленка имеет относительно большую толщину, то она обладает свойствами объемного тела, сопротивляемость которого с увеличением температуры становится больше. Если же резистивная пленка имеет относительно небольшую толщину, то она состоит как бы из небольших «островков», расположенных отдельно друг от друга, и сопротивление такой пленочной структуры с увеличением температурных значений становится меньше, так как взаимодействие между отдельными «островками» улучшается. Для непроволочных резисторов, применяемых в радиоэлектронике и телевизионной промышленности, температурный коэффициент сопротивления не больше ±0,04 — 0,2 %, у проволочных деталей -±0,003 — 0,2 %. Рассеиваемая мощность резистора Номинальная мощность рассеивания, или рассеиваемая мощность резистора показывает предельно значимую мощность, которую сопротивление может рассеивать при долговременной электрической нагрузке, атмосферном давлении и температуре в нормальных значениях. Непроволочные резисторы подоазделяются на мощность по номиналу от 0,05 до 10 Вт, а сопротивления проволочного типа от 0,2 до150 Вт. На электpосхемах рассеиваемая мощность резистора выделяется условно пунктиром на обозначении сопротивления для мощностей меньше 1 Вт и pимскими цифрами на обозначении сопротивления для мощности больше 1 Вт. Номинальная мощность рассеивания этих деталей должна быть на 20—30 % больше такого показателя, как рабочая рассеиваемая мощность резистора Максимальное напряжение резистора Предельное или максимальное напряжение резистора — это предельно возможное напряжение, подведенное к выводам сопротивления, которое не допускает превышения показателей техусловий (ТУ) на параметры электричества. По- другому, максимальное напряжение резистора – предельно допустимая величина, которая может быть приложена к резистору. Этот показатель выводится для обычных пределов работы детали и напрямую зависит от линейных размеров резистора, шага спиральной нарезки, температурных показателей, давления эксплуатационной среды и давления атмосферы. Чем выше температурные показатели и меньше давление атмосферы, тем больше шансов для пробоя теплового или электрического типа и выхода резистора из строя. Максимальная температура резистора Одной из характеристик резистора является такой показатель, как максимальная температура резистора, напрямую зависит от мощности детали. Получается, что при увеличении мощности, которая выделяется в сопротивлении, увеличивается температура резистора, что может привести к его поломке. Во избежание этого, необходимо уменьшить температуру резистора. Это можно достичь укрупнением габаритов сопротивления.. Для всех типов сопротивлений определена максимальная температура резистора, превышение которой чревато выходом детали из строя. Температурный показатель сопротивления находится в прямой зависимости и от температуры окружающего воздуха. Если этот показатель достигает большого значения, то температурный показатель сопротивления может стать выше максимальной температуры резистора, что крайне нежелательно. Чтобы этого не случилось, нужно снизить мощность, которая выделяется в резисторе. Частотный отклик резистора Значение такой характеристики, как частотный отклик резистора, связано с определением значения максимального сопротивления и минимальной ёмкости. При прохождении тока высокой частоты сопротивление стремится к проявлению реактивных свойств в зависимости от конструктивного исполнения – доминируют либо емкостные, либо индуктивные значения. Если в одно и то же время дискретно уменьшать и значение сопротивления и значение емкости, то можно вызвать быстрый демпфированный частотный отклик резистора, который позволит определить как максимальное сопротивление, так и минимальную емкость. При этих значениях не возникает колебаний и в то же время достигается мгновенная стабилизация выходного напряжения. Но в теории это рассматривается , как частный случай. На высоких частотах резистор начинает проявлять реактивные свойства в зависимости от конструктивного исполнения — либо преимущественно емкостные, либо индуктивные. Основные типы резисторов По физическому устройству резисторы бывают следующих типов: углеродные пленочные углеродные композиционные металлооксидные пленочные металлические проволочные ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Данная лабораторная установка представляет собой рабочее место для бригады студентов из 2-3 человек и предназначена для изучения отдельных узлов измерительных приборов и получение навыков работы с измерительными приборами промышленного изготовления. Лицевая панель макета разделена на несколько функциональных полей, на которых сосредоточены необходимые для проведения работ объекты. В качестве вспомогательных устройств имеются: генератор сигналов различной формы (функциональный генератор) с кнопочным выбором требуемого выходного сигнала, регулировкой уровня и частоты: регулируемый источник напряжения с защитой от перегрузок; блоки аналого- цифрового и цифро-аналогового преобразования. В поле «ВАХ двухполюсников» при реализации приведенной схемы возможно исследование ВАХ наиболее часто используемых полупроводниковых двухполюсных приборов. Выбор исследуемого элемента осуществляется кнопочным переключателем. В поле «АЧХ четырехполюсников» для исследования используется структура фильтра с переменными параметрами, что при простоте построения позволяет получить разные АЧХ. Кроме этого, имеется линейный усилитель. На вход этих устройств подается синусоидальное напряжение, на выходе необходимо проследить зависимость уровня от частоты входного напряжения. В поле АЦП, ЦАП изучаются принципы работы параллельного АЦП и цифро- аналогового преобразователя с матрицей R-2R. В поле «Вольтметр переменного тока» используются преобразователи, которые позволяют показать, как влияет форма входного напряжения на показания вольтметра при различных типах вольтметров: среднеквадратическом, средневыпрямленном и импульсном. В качестве входного напряжения используется сигналы функционального генератора. Устройства, используемые в перечисленных функциональных полях» самостоятельны и имеют только общий блок питания. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Собрать схему, изображенную на лицевой панели макета. Вкачестве вольтметра используется тестер, а в качестве миллиамперметра – миллиамперметр блока «Средства измерения напряжения и тока» лабораторного макета. Тумблер на блоке «Средства измерения напряжения и тока» включить в режим измерения тока («мА»). Пределы шкал измерения выбрать 20 В и 20 мА. Выбрать первый вариант исследуемого двухполюсника (кнопка «1» в поле «ВАХ двухполюсников»). Вращая ручки «грубо», «точно», фиксировать значение напряжения и значение тока. Затем изменить полярность напряжения (на источнике питания поменять местами провода в разъемах «+», «–») и измерить отрицательные значения напряжения и тока. Данные занести в табл. 1. Построить ВАХ исследуемого устройства. Определить тип исследуемого устройства. Пункты 5, 6 повторить для всех вариантов двухполюсников. Таблица 1 – Данные для построения ВАХ первого двухполюсника
I, мА I, мА   Рисунок 7 – Прямая ВАХ первого двухполюсника Рисунок 8 – Обратная ВАХ первого двухполюсника Первый двухполюсник является германиевым диодом. Таблица 2 – Данные для построения ВАХ второго двуполюсника
I, мА | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||