Главная | Обратная связь

Порядок выполнения работы

1. Проверить на исправность полученные для исследования диоды. Выписать их основные параметры по справочным таблицам.

2. Ознакомиться с предлагаемыми приборами.

3. Установить постоянное напряжение в пределах 3 В. Проверить величину напряжения вольтметром.

4. Собрать схему для измерения прямой ветви ВАХ диода:

- подключить один мультиметр в качестве вольтметра, пределы измерений – 3 В (переключатель в центре, измерение постоянного напряжения), провода к клеммам «общий» и «V-~Ω»;

- подключить другой мультиметр в качестве амперметра, предел измерения 200 мА. Проверить схему соединений.

5. Вывести отверткой ручку потенциометра R в положение « • ».

6. Подсоединить кремниевый диод в прямом направлении.

7. Подключить U_вх в пределах 3 В.

9. Постепенно увеличивая потенциометром R напряжение на диоде от 0 В до U_пр (в соответствии со справочными данными на данный диод) (через интервалы примерно 0,1 В) измерить прямые токи I_пр. Результаты измерений записать в табл. 2.

10. Выключить питание.

11. Повторить измерения прямой ветви ВАХ для германиевого диода (п.п. 5-9), учитывая значение U_пр для выбранного типа диода (справочные данные).

12. Рассчитать прямое сопротивление диодов R_пр= U_пр/ I_пр. Данные занести в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Прямая ветвь вольт-амперной характеристики диода

Uпр, В

*

Iпр, мА

R, Ом – расчетное

* Примечание. Значение уточнить по справочным данным на диод

 

Собрать схему для измерения обратной ветви ВАХ диодов:

1. Установить на источнике питания постоянное напряжение в пределах 200 В (клеммы УИП-2 «20-300V»), проверить величину напряжения тестером на выходных клеммах.

2. Для измерения обратного тока подключить мультиметр. Предел измерения установить 300 μА.

3. Для измерения обратного напряжения на диоде использовать цифровой мультиметр (предел 200 V).

4. Установить ручку потенциометра R в положение «•».

5. Проверить еще раз схему, полярность подключения приборов.

6. Постепенно увеличивая напряжение на диоде потенциометром от 0 до U_обр.max измерить обратные токи. Результат записать в табл. 3.

7. Рассчитать обратное сопротивление диодов R_обр= U_обр/ I_обр. Данные занести в табл. 3.

 

Таблица 3 – Обратная ветвь вольт-амперной характеристики диода

Uобр, В

и т.д. до

…

Uобрmax

Iобр, μА

R, кОм – расчетное

 

8. Выключить УИП-2. Установить ручку потенциометра R в положение «•». Поменять диод.

9. Повторить измерения обратной ветви ВАХ для германиевого диода

10. Построить ВАХ диодов в прямоугольной системе координат. Масштабы токов и напряжений, откладываемых по осям в прямом и обратном направлениях, следует выбрать различными.

11. Построить характеристику зависимости сопротивления диода от приложенного напряжения для каждого диода.

 

Краткие выводы

1. Полупроводниковый диод служит как электрический вентиль, т.е. имеет малое прямое и очень большое обратное сопротивление.

2.Качество диода тем выше, чем больше отношение R_обр / R_пр.

3.Диоды одного типа могут иметь большой разброс параметров, поэтому следует их разбраковывать, измеряя параметры или снимая вольт-амперную характеристику.

4.Снимая характеристики кремниевого и германиевого диодов и сравнивая их, можно убедиться, что у кремниевых диодов обратный ток гораздо меньше (обратное сопротивление гораздо больше), а прямой ток возникает при больших, чем у германиевого диода, прямых напряжениях.

 

4 Содержание отчета

 

1. Цель работы. Схема измерения ВАХ

2. Справочные данные на диоды. Результаты измерений.

3. График ВАХ германиевого и кремниевого диодов

4. Используя ВАХ, определите статическое и дифференциальное сопротивление диода.

5. График зависимости R=f(U)

6. Выводы по результатам выполнения лабораторной работы

7. Ответы на контрольные вопросы

 

Контрольные вопросы и задачи

1. Что называется электронно-дырочным переходом?

2. Какой электронный прибор называется полупроводниковым диодом?

3. Каковы отличительные признаки выпрямительных полупроводниковых диодов?

4. В чем отличие точечных выпрямительных диодов от плоскостных?

5. Какие материалы и технологии используются для изготовления выпрямительных диодов?

6. Чем отличаются свойства германиевых и кремниевых диодов?

7. Какой вид имеет зависимость тока через диод при прямом и обратном смещениях и как она называется?

8. Какой порядок имеют прямой и обратный токи выпрямительных диодов? Объясните различие их значений.

9. Какое напряжение вольт-амперной характеристики называется пороговым и почему?

10. Как и почему различаются вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов разного типа?

11. Какие параметры диода и как определяются по его вольт-амперной характеристике?

12. Зависит ли значение дифференциального сопротивления диода от значения протекающего через него тока?

13. Как зависит ток через диод от температуры, чем обусловлена эта зависимость?

14. Для чего необходимо знать вольт-амперные характеристики и параметры выпрямительных диодов, как они используются на практике?

15. В каких условиях должен работать диод, чтобы при прохождении прямого тока не возникал опасный перегрев, а при прохождении обратного тока не было пробоя?

16. Почему диоды не могут выпрямлять малые переменные напряжения порядка 0,2 – 0,3 В и меньше?

17. Чем ограничивается наибольший прямой ток через диод?

18. Почему в выпрямительных устройствах низ­ких напряжений выгоднее применять германиевые диоды?

19. Как проверить исправность диода?

20. На диоде марки Д312 при изменении прямого напряже­ния от 0,2 до 0,4 В прямой ток увеличивается от 3 до 16 мА. Каково дифференциальное сопротивление этого диода?

1. 15,4 Ом. 2. 12,3 Ом. 3. 1,54 Ом.

21. Каково соотношение между прямым R_np и обратным R_обр сопротивлениями полупроводникового диода?

1. R_np > R_обр; 2. R_np < R_обр; 3. R_np = R_обр; 4. R_np < <R_обр.

22. Как выбирают выпрямительные диоды?

1. По прямому току.

2. По обратному напряжению.

3. По прямому току и обратному напряжению.

Почему?

23. Какой пробой опасен для p-n-перехода?

1. Тепловой.

2. Электрический.

3. И тот и другой.

Почему?

24. Объясните явление пробоя p-n-перехода с увели­чением U_обр.

25. Приведите эквивалентную схему диода. Объясните назначение каждого эле-мента схемы.

26. Объяснить физический смысл барьерной емкости p-n-перехода. От каких технологических параметров диода зависит барьерная емкость? У каких диодов – плоскостных или точечных – барьерная емкость будет больше и по­чему?

27. Как изменится барьерная емкость p-n-перехода, если увеличить обратное напряжение?

28. На входе схемы, состоящей из последовательно соединенных диодов и резистора, действует источник си­нусоидального напряжения с амплитудой 2,4 В. Определить максимальное и минимальное значения на­пряжения на резисторе, если прямое и обратное сопро­тивления диода по переменному току соответственно равны 20 Ом и 300 кОм. Влиянием емкости диода и внут­ренним сопротивлением источника сигнала можно пре­небречь.

Задачу решить для случаев: а) R=100 Ом; б) R=300 кОм. Сравнить влияние сопротивления рези­стора R на величину выходного напряжения.