Глумов 21 работа. Отчет по лабораторной работе 2 1 (Lr21) полупроводниковые диод

Название	Отчет по лабораторной работе 2 1 (Lr21) полупроводниковые диод
Дата	12.10.2021
Размер	185.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	Глумов 21 работа.doc
Тип	Отчет #245992

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГБОУ ВО Волжский государственный университет водного транспорта
(университет, академия, институт)

Кафедра “Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики”

ОТЧЕТ

по лабораторной работе 2

1 (Lr21)

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОД,

СТАБИЛИТРОН И ТИРИСТОР

Студента: Глумова Александра группы: оЭСЭиСА-19

Вариант задания 4 "20" Сентября 2021 г.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Снятие и анализ ВАХ полупроводникового выпрямительного диода, стабилитрона и тиристора; определение их параметров по характеристикам
Схема исследуемой цепи:

Рис. 1

Т
U_c

n

U_b
аблица использованных приборов

Наименование прибора	Тип, марка	Количество
Diodes_Virtual		1
Resistor		2
switsh		1
Voltmeter		1
Ammeter		1
Power_sourcer		2

Задание 1.. Щёлкая мышью на соответствующих кнопках и заставках меню пользовательского интерфейса комплекса Labworks, изучить "Теоретические положения …" и рассчитать по формулам (см. табл. 21.1) значения параметров компонентов схемы (рис. 21.1) для их последующей установки при моделировании схемы. Запустить программу MS10, щелкнув мышью на команде Эксперимент меню комплекса Labworks. В открывшемся окне Задания после щелчка мышью на закладке Эксперимент 1 минимизировать окно, а в открывшемся окне электронной тетради занести в ячейки табл. 21.1 рассчитанные значения параметров компонентов схемы.

Т а б л и ц а 21.1

Вариант N	Е₂, В	U_обр, В	I_обр, мкА	Е₁, В	U_пр, В	I_пр, мА	Принять I_пр.ном= = Е₁/(R₁+ R_{пр.дин(4}_om₎) = 0,3 А, где Е₁ = 2 В
4	100 + N = 104	0,1Е₂ = 10.4	1.041	0,5	0.5	2.5310
		0,2Е₂ = 20.8	2.082	0,75	0,693	2.832
		0,3Е₂ =31.8	3.121	1	0,766	12
	100  N = 96	0,5Е₂ = 48	4.802	1,25	0.82	21
	100  N = 96	1,0Е₂ = 96	9.603	1,5	0.87	31
R₂ = R₁ = 2 Oм				1.75	0.918	42
R₂ = R₁ = 2 Oм				2	0.964	52

В выведенной на рабочем поле среды MS10 установить параметры компонентов смоделированной схемы для испытания виртуального диода VD.

Для этого щелкнуть два раза мышью вначале на изображении источника напряжения Е2 и установить значение Е₂, затем на изображении источника Е1 и установить значение Е₁ = 2 В, и, наконец, на изображении диода VD. В открывшемся окне диода выбрать команду Edit Model, а в её закладках выделить и установить (согласно варианту N) следующие параметры:

• RS (прямое динамическое сопротивление R_пр._дин, например, 4 Ом);

• Bv (напряжение пробоя U_обр._max = 100 + N, B (для вариантов 1…15) и U_обр._max = = 100  N, В (для вариантов 16…30)).

Снять и построить ВАХ диода.

Рекомендация. Снятие обратной ветви ВАХ диода проводить при изменении напряжения на его аноде от 1,1U_обр._max до 0, а прямой ветви  от 0 до U_пр = 0,75…1,0 В.

С этой целью:

 щелкнуть мышью на цифре 1 кнопки

запуска программы MS10 на моделирование;

 задавая значение ЭДС источника Е2 (см. табл. 21.1), снимать показания приборов и заносить их в табл. 21.1 электронной тетради;

 по данным эксперимента построить график обратной и прямой ветви ВАХ диода.



скопировать изображение схемы с показаниями приборов при Е₁ = 1 В на страницу отчёта.
Провести моделирование обратной и прямой ветвей ВАХ диода с помощью характериографа ХIV1.

Рекомендация. При моделировании только прямой ветви ВАХ диода целесообразно задать пределы напряжения [-2В; 2 В], а при моделировании всей ВАХ  пределы напряжения [U_обр_max;2 В].

Воспользовавшись формулами (см. рис. 21.2, в разделе "Теоретические сведения …") и визирной линией прибора ХIV1, определить статическое R_пр_._c_т и динамическое R_пр_._дин сопротивления диода.

ВАХ диода

Задание 2. Открыть окно Задания и щелкнуть мышью на заставке Эксперимент 2. Согласно варианту задания (см. табл. 21.2) выбрать в библиотеке Zener тип стабилитрона VC, рассчитать и установить параметры элементов схемы.

Т а б л и ц а 21.2

Вари- анты	Тип стабилитрона	U_cm_._min В	I_cm_._min, мА	U_cm_.ном, В	U_вх= = 0,95Е₁, В			U_вх= =1,05Е₁, В
1…30	От 1N4731А до 1N4760А	5.35	45,0	5,6		U_cm₁, В 5,615	I_cm₁, мА 2,8	U_cm₂, В 5,585	I_cm₂, мА 2,5
N = 4	1N4735A					U_ст, % 0,03		R_ст.дин, Ом 0,1

С этой целью:

 после двойного щелчка мышью на изображении стабилитрона VC в открывшемся окне щёлкнуть мышью на кнопке команды Replace (Заменить), затем последовательно на кнопках команд или заставок Diodes\Zener\1N47..А\Detail Report, где 1N47..А тип стабилитрона (см. рис. 21.12). Выписать значение напряжения пробоя (Vz) стабилитрона и тока (Iz), например для типа 1N4747А U_ст.min = 20 В и ток I_ст.min = 12,5 мА, и занести их в табл. 21.2;

 последовательно щелкая мышью на элементах схемы, установить в открывающихся окнах параметры (Value) остальных элементов схемы:

 ЭДС источника Е₁ = Е₂ = 2U_ст__ном, где U_ст__ном  1,001U_с_т__min;

 сопротивление балластного резистора R_b U_ст__ном/I_ст._ном, где I_ст._ном  3I_ст._min;

 принять сопротивление нагрузки R_п = 2 кОм;

 запустить программу MS10;

 изменяя входное напряжение U_вхна 10 % (0,95 и 1,05Е₁), занести показания приборов V2 и A2 в табл. 21.2 и определить:

 изменение напряжения на нагрузке (в процентах) по формуле

где U_ст__ном = (U_ст₂+ U_ст₁)/2;

 динамическое сопротивление стабилитрона

Рассчитанные значения U% и R_ст.динзанести в табл. 21.2;

 скопировать изображение схемы на страницу отчёта.

Установить переключатель Q в правое положение, запустить программу MS10, установить визирную линию на экране осциллографа ХSC1 приближенно на максимальное значение положительной полуволны синусоидального напряжения (см. рис. 21.11, б) и убедиться, что напряжение на нагрузке ограничено по амплитуде уровнем напряжения U_ст.ном.

показания асцилографа

Задание 3. Открыть окно Задания и щелкнуть мышью на заставке Эксперимент 3. Описание выведенной на рабочее поле среды MS10 схемы для испытания тиристора 2N2573 дано в разделе "Задания и указания к их выполнению".

Значения параметров номинированного тиристора VS типа 2N2573:

• VDRM = 2.5e+1 (напряжение отпирания U_от = 25 B);

• IDRM = 1e-5 (обратный ток I₀ = 10 мкА);

• ITM = 2e+1 (допустимый ток анода I_a_._max = 20 A);

• VTM = 1.1e+0 (напряжение на открытом тиристоре U_пр = 1,1 B);

• IH = 1e-2 (ток удержания I_уд = 10 мА);

• VGT = 7e-1 (управляющее напряжение U_у = 0,7 В на открытом тиристоре);

• IGT = 4e-2 (ток управляющего электрода I_у = 40 мА).

Определить напряжение отпирания U_от динистора VS.

С этой целью установить переключатель Q в левое положение, разомкнуть ключ S и, при напряжении U_у = 0, изменять ЭДС Е₁ от 20 до (40…50) В. При открытии динистора показание вольтметра V1 снизится до 1…1,1 В, а показание амперметра А1 увеличится в десятки раз. Возрастание тока анода I_a_.ограничивается сопротивлением 2 Ом резистора R1.

Из анализа ВАХ снятого с прибора XIV1 следует что Uот примерно равняеться 37,3 что видно на рисунке 3,2

Выводы по работе:

С помощью этой лабораторной работы мы доказали что полупроводниковый диод обладает односторонней проводимостью. Это показывает вольтамперная характеристика диода. Тиристор, как и диод, обладает односторонней проводимостью. Результаты экспериментальных исследований показали, что стабилитрон имеет не линейную ВАХ. Дифференциальное сопротивление стабилитрона понижается с ростом тока.. Дифференциальное сопротивление стабилитрона понижается с ростом тока.
Отчет принял преподаватель ______________________________ (Ф.И.О)

“ ” ________________ 20 _ г.

__________________ (подпись преподавателя)