12100

Исследование полупроводниковых диодов (выпрямительных и светодиодов)

Лабораторная работа

Физика

ЛАБРАТОРНАЯ РАБОТА№ 1 Исследование полупроводниковых диодов выпрямительных и светодиодов а б Рис.1.1. Графическое представление выпрямительного диода а и светодиода б в схемах электрических принц

Русский

2013-04-24

352 KB

29 чел.

ЛАБРАТОРНАЯ РАБОТА№ 1

Исследование полупроводниковых диодов (выпрямительных и светодиодов)

а)

б)

Рис.1.1. Графическое представление выпрямительного диода (а) и светодиода (б) в схемах электрических принципиальных

Выполнение лабораторной работы № 1.       

Цель исследования. 

  1.  Исследовать проводящее и непроводящее состояния выпрямительного диода.
  2.  Исследовать ВАХ светодиода.
  3.  Определить статические параметры исследуемых диодов по ВАХ, полученным в процессе эксперимента.

Задание к работе

Изучите схемы исследования диода, показанные на  рис.1.2а, б.

а)        б)

Рис.1.2. Схемы исследования диода при разных его состояниях: а открытого (прямосмещенного p-n-перехода); б закрытого (обратносмещенного p-n-перехода)

На рис.1.2а и рис.1.2б показаны схемы, которые  наглядно показывают те источники питания, элементы регулировки напряжения и измерительные приборы, которые обычно нужны при исследовании диодов в проводящем и в непроводящем состояниях.

ВНИМАНИЕ

До включения настольной рабочей станции ELVIS-2 компьютер должен быть выключенным

Применительно к прибору ELVIS-2:

Схемы на рис.1.2а; 1.2б  преобразованы в схему рис.1.3, которая и собрана для исследования диодов на монтажной панели рабочей станции ELVIS-2.

Используя блок питания и подводящие силовые кабели подключите ELVIS-2 к сети и к компьютеру, кроме того, свяжите рабочую станцию с компьютером с помощью USB.

Рис1.3.

Настольная рабочая станция ELVIS-2 обеспечивает соединение устройства с монтажной панелью. В нее встроены источники постоянного напряжения ±15 В и +5 В, регулируемые источники питания и генератор функций (синусоидальной, прямоугольной, треугольной форм).

NI ELVIS взаимодействует с компьютером через восемь цифровых линий ввода-вывода DAQ устройства.

1. Исследование работы выпрямительного полупроводникового диода

1.1. Изучите схему исследования на рис. 1.3., сопоставьте её с реальной схемой, собранной на монтажной панели рабочей станции ELVIS-2.

1.2. Выпишите из приложения электрические данные диода, установленного на монтажной панели рабочей станции, поместите их в отчёт в табл.1.

Таблица 1

Тип диода

Электрические данные диодов

Iа.пр,

мА

Uпр,

В

Ра.доп, мВт

Iобр,

мкА

Uобр,

В

Fпред,

кГц

Тмин

0С

Тмакс

0С

Тип

светодиода

Iа.пр,

мА

Uпр,

В

Ра.доп, мВт

Iобр,

мкА

Uобр,

В

Fпред,

кГц

Тмин

0С

Тмакс

0С

1.3. Чтобы запустить программу лабораторного прибора ELVIS-2, выполните ряд команд в следующей последовательности:

а) получив разрешение у преподавателя или дежурного лаборанта, включите радиостанцию (не монтажную плату); Включение радиостанции тумблером, располодженном на задней панели радиостанции.

б) после включения радиостанции включите компьютер; 

в) переходите к программе запуска, которую проследите по адресу «Пуск >> National Instruments >> NIELVISmx >> NIELVISmx Instrument Launcher >> ОК;

г) на мониторе появляется панель виртуальных инструментов (ВИ) (рис.1.4), используемых в обычных лабораториях вузов и выполняющих функции измерительных приборов и устройств (осциллограф, универсальные генераторы и пр). Скопируйте в отчёт панель ВИ;

Рис.1.4.

д) эл. мышкой кликните «2Wire» (источник напряжения для двухпроводных измерений).  

рис.1.5

1.4. Задайте рекомендуемый режим для снятия ВАХ исследуемого диода ─ Iпр = f(Uпр).

1.5. Включите монтажную панель.

1.6. Подайте команду «Ran». На экране  начнётся процесс построения ВАХ диода. По окончанию этого процесса на экране появится ВАХ диода.

1.7. Скопируйте в отчёт ВАХ диода с заданным ему режимом

2. Исследование работы светодиода

2.1.Установите на монтажной плате ELVIS-2 светодиод (рис.1.6.)

Рис.1.6

2.2. Повторите все операции П1.  

   

  1.  Обработка результатов исследования

3.1. На полученной после эксперимента ВАХ выпрямительного диода определите рабочую область на них построением характеристики для допустимой мощности рассеяния на диодеа доп); результаты расчёта поместите в Табл. 2.

3.2. Задайте на прямолинейном участке ВАХ (в рабочей области) рабочую точку (РТ), и методом «характеристического треугольника» определите статические параметры диодов: крутизну (S), статическое (R0) и дифференциальное (Ri) сопротивления диодов.

Расчёт мощности, рассеиваемой на диоде                                                          Таблица 2

Выпрямительный диод     Ра.доп =

Ua, В

Ia, мА

Pa, мВт

Внимание. Расчёты должны быть подробными: формула + подставленные значения параметров и только после этого – конечный результат.

  1.  Рассчитайте и постройте на экспериментальной ВАХ выпрямительного диода характеристику идеального диода при температуре 350С.
    1.  Отметьте в отчете, почему теоретическая ВАХ диода при температуре в 350С сместилась влево?
    2.  В той же системе координат, что и экспериментальная ВАХ выпрямительного диода, рассчитайте и постройте две характеристики реального диода при разных значениях сопротивления, распределённого в слое базы: rб1 = 2 Ом и rб2= 70 Ом. По результатам построения объясните (в отчёте), какой из параметров диода ухудшается при увеличении сопротивления rб.
    3.  Сделайте выводы по проделанной работе.
    4.  Ответьте на контрольные вопросы (перечень вопросов примерный), приведённые в конце лабораторной работы.

Внимание

Для студентов заочного и вечернего факультетов вопросы и ответы на них помещаются на отдельном листе и подшиваются к отчёту по лабораторной работе.

Для студентов дневного факультета ответы на контрольные вопросы подготовить устно (при защите лабораторной работы на них нужно будет дать ответы)

  1.  Примерный перечень контрольных вопросов к лабораторной работе № 1

  1.  Плоскостной или точечный диод Вы исследовали? Объясните разницу между ними.
  2.  Какие меры надо принять в схеме выпрямителя, если в наличии диоды с обратным напряжением меньшим, чем напряжение сети.
  3.  Зависит ли режим диода в выпрямительных устройствах от характера нагрузки?
  4.  Назовите, чему будут равны перечисленные ниже параметры идеального диода (0 или ?).

 Uпр.=      Iпр =    rпр =

Uобр.=     Iобр =    rобр=

  1.  Назовите диоды, в которых влияние диффузионной емкости сведено до минимума. За счет чего в таких диодах удалось расширить частотный диапазон?
  2.  Нарисуйте физическую и математическую модели диода первого порядка  (Лекция №1, стр 18).
  3.  Нарисуйте ВАХ обычного диода и диода Шоттке. Дайте сравнительную оценку (Лекция №1, стр 17).
  4.  Почему при одной полярности напряжения диод открывается, а при другой закрывается?

Выводы у полупроводниковых приборов выполнены на основе контакта «Металл-полупроводник». Почему в этом случае такой контакт не имеет выпрямительных свойств (в противовес переходу в  диоде Шоттки)?

Почему статическая ВАХ диода при увеличении температуры смещается влево?

Что положено в основу работы светодиода?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33136. Методика проведения занятий классического танца 21 KB
  Приступая к занятиям необходимо объяснить: как держаться за станок как поворачиваться для опоры на другую руку объяснить позиции рук и ног особое внимание уделить постановке всех частей тела и корпуса. Необходимо стремиться к тому чтобы выворотность развивалась от тазобедренного сустава до ступни что дает: большой размах движения высокий подъем ноги и свободное вращение. Основные навыки выворотности развиваются при разучивании позиций ног их точного выполнения.
33137. Календарно-тематический план по дисциплине МЕТОДИКА РАБОТЫ С ДЕТСКИМ ХОРЕОГРАФИЧЕСКИМ КОЛЛЕКТИВОМ 106.5 KB
  1 Методика проведения занятий в детском танцевальном коллективе 1 Совершенствования ЗУН Видео занятия в ДТК Составить развернутый конспект на заданную тему 5 Методика разучивания элементов классического танца. Методика разучивания plie. 1 Совершенствования ЗУН Алгоритм разучивания элемента Составить комбинацию и разучить с 2 учащимися Классический танец 6 Методика разучивания bttement tendu. 1 Совершенствования ЗУН Алгоритм разучивания элемента Составить комбинацию и разучить с 2 учащимися Классический танец 7 Методика разучивания...
33139. Постановка танца 24 KB
  Перед тем как приступить к постановке того или иного танца нужно хорошо усвоить его содержание и характер а также в совершенстве изучить все его движения. Приступая к разучиванию народного танца руководитель кратко рассказывает его содержание предлагает прослушать музыку после этого можно приступать к постановке. Когда все движения танца изучены можно приступать к разучиванию фигур и построению.
33140. Разбор танца по записи 25 KB
  Работа над постановкой танца по записи значительно обогащает руководителя. Он знакомится с опытом ведущих мастеров расширяет знания и возиожности применения выразительных средств хореографии в создании танца. Каждая запись танца состоит из 4х частей: Даются основные сведения о танце: название образное описание содержания особенности танца композиция манера исполнения число и состав исполнителей даются рекомендации о возможных изменениях в составе указывается автор музыки как ее нужно исполнять приведен музыкальный размер.
33141. Создание танца 23.5 KB
  Приступая к созданию того или иного танца руководитель должен прежде всего выбрать интересный сюжет. Выбрав сюжет и определенный характер танца подбирают к нему музыкальное сопровождение. Бывают случаи когда неудачно подобранная музыка снижает качество хорошо задуманного танца.
33142. Начальные этапы работы балетмейстера над созданием хореографической постановки 23.5 KB
  Создание сценического народного танца начинается с замысла. Из этих образов рождается порой содержание танца. Балетмейстер возьмет за основу проявление в жизни этих возвышенных качеств человека содержание и характер взаимоотношений между людьми и отразит с помощью поэтического языка сценического танца. Иной раз это своеобразие манеры исполнения танца выражающий характер взаимоотношений между танцующими или композиционный прием который образно раскрывает содержание постановки.
33143. Основные выразительные средства хореографического искусства 34 KB
  Особенности исполнительства танца в том что содержание любого эмоционального состояния муз. Создание танца передается с помощью богатейшей палитры выразительных средств. К выразительным средствам танцевального искусства относятся: лексика танца композиционный рисунок Хореографическая лексика язык танца его основные движения положения тела различные жесты. Лексика бывает: основная танцевальная действенная подражательная ассоциативная Основная хореографическая лексика используется в постановке танцевального номера в...
33144. Подбор репертуара в детском танцевальном коллективе 26 KB
  Основой репертуара ДТК являются народные танцы. Хорошо усеваемые школьниками простотой рисунка жизнерадостностью веселой музыкой чешские танцы соответствуют требованиям репертуар ДТК. Польские танцы краковяк мазурка сложные по своим движениям их можно использовать с детьми старшего возраста. Танцы должны напоминать увлекательную игру.