ЛабРаб_1+. Лабораторная работа 1 Исследование полупроводниковых элементов диода и стабилитрона

• Название: Лабораторная работа 1 Исследование полупроводниковых элементов диода и стабилитрона
• Анкор: mULTIsIM
• Дата: 04.05.2022
• Размер: 486.87 Kb.
• Имя файла: ЛабРаб_1+.pdf
• Тип: Лабораторная работа; #511018

1
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Исследование полупроводниковых элементов:
диода и стабилитрона
1. Цель работы
Исследование вольтамперных характеристик, определение основных параметров различных типов полупроводниковых диодов и стабилитронов и анализ простейших схем с полупроводниковыми диодами и стабилитронами.
2. Порядок выполнения работы
1) Ознакомьтесь с перечнем диодов и стабилитронов, поддержива- емых Multisim. Для исследования выберите два диода и два стабилитрона: диод Д1 – 1N4148, стабилитрон С1 – 1N957A; диод Д2 и стабилитрон С2–
2) Соберите схему для исследования вольтамперных характеристик полупроводниковых элементов в соответствии с рис. 1.1, состоящую из источника постоянного тока I1 в диапазоне от 0 до 20 мА, вольтметра U1 постоянного тока с диапазоном 0…10В и входным сопротивлением не менее
10 MОм.
Рис. 1.1. Схема для исследования вольтамперных характеристик

2 3) Установите режим работы вольтметра на измерение постоянного напряжения (DC). Изменяя выходной ток генератора тока от 0.5 мА до 20 мА, занесите в таблицу 1.1 результаты измерений напряжения на диоде для соответствующих значений тока.
Таблица 1.1
Тип и способ включения диода
(стабилитрона)
I, мА
0,5 1 2
3 5
10 15 20
Кремниевый Д1– прямое
U
пр
, В
Кремниевый Д2– прямое
U
пр
, В
Стабилитрон С1 – прямое
U
пр
, В
Стабилитрон С1 – обратное
U
обр
, В
Стабилитрон С2 – прямое
U
пр
, В
Стабилитрон С2 – обратное
U
обр
, В
4)
Смените диод на стабилитрон 1N957A (стабилитрон 1) или другой по указанию преподавателя и повторите измерения в соответствии с п. 3).
5)
Измените полярность включения стабилитрона путем удаления и последующей вставки перевернутого на 180 градусов генератора тока и повторите измерения в соответствии с п. 2).
6)
Измените тип стабилитрона на 1N961A (стабилитрон 2) или другой по указанию преподавателя и повторите измерения в соответствии с пп. 4) – 5).
7)
Соберите схему, приведенную на рис. 2.2. Установите частоту генератора 50 Гц, напряжение 20 В, тип диода тот же, что и в п. 1).
Активизируйте схему и зарисуйте полученные осциллограммы (масштаб по оси X - 5ms/div, по оси Y в каналах A и B - 10V/div).
8)
Замените диод стабилитроном 1 из п. 4) и повторите измерения в соответствии с п. 7).

3 9)
Соберите схему, приведенную на рис. 2.3 и повторите измерения для того же типа диода и стабилитрона аналогично пп. 7) – 8).
Рис. 1.2. Схема для определения прямых сопротивлений
Рис. 1.3. Схема для определения обратных сопротивлений
3.
Обработка результатов измерений
1)
Постройте на одном графике (ось напряжений от –15 В до +1 В, ось токов от –20 мА до +20 мА) прямые и обратные ветви ВАХ

4 исследованных диодов и стабилитронов. Сделайте выводы о сходстве и различии ВАХ разных типов диодов.
2)
Определите прямые статические R
ст и дифференциальные R
дифф сопротивления для всех типов диодов и стабилитронов при токах 2 мА и 10 мА по формулам:
(1.1)
(1.2)
(Дифференциальные сопротивления определяются численным дифференцированием с использованием заданного и следующего за ним по таблице значения тока). Сделайте выводы о зависимости полученных значений сопротивлений от тока, а также соотношении статических и дифференциальных сопротивлений для каждого типа диода и у различных диодов.
3)
По тем же формулам определите обратные статические и дифференциальные сопротивления для всех типов стабилитронов при токах 2 мА и 10 мА. По данным таблицы запишите величины напряжения стабилизации стабилитронов при тех же токах. Объясните, каким образом происходит стабилизация напряжения и как на нее влияют параметры стабилитрона.
4)
Постройте графики зависимостей входного и выходных напряжений от времени с экрана осциллографа для схем на рис.1.2 и рис.1.3
(всего 4 графика) в одном масштабе один под другим.
Объясните вид полученных зависимостей для каждого типа диода.
4.
Содержание отчета
1)
Цель работы.
2)
Схемы для снятия ВАХ и осциллограмм.
3)
Таблицы с результатами измерений.

5 4)
Вольтамперные характеристики диодов и стабилитронов.
5)
Расчет параметров, определяемых по результатам измерений.
6)
Картинки осциллограмм.
7)
Выводы.
5.
Контрольные вопросы
1)
Дайте определения основных параметров полупроводниковых диодов.
2)
Дайте определения основных параметров полупроводниковых стабилитронов.
3)
Как практически определить статические и дифференциальные сопротивления диодов?