12101

Исследование работы опорного диода (кремниевого стабилитрона)

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа № 2 Исследование работы опорного диода кремниевого стабилитрона Рис.2.1. Графическое представление опорного диода в схемах электрических принципиальных На рис.2.2 показана схема которая наглядно показывает те источники питания элемен

Русский

2013-04-24

220.5 KB

8 чел.

Лабораторная работа № 2

Исследование работы опорного диода (кремниевого стабилитрона)

Рис.2.1. Графическое представление опорного диода в схемах электрических принципиальных

На рис.2.2 показана схема, которая  наглядно показывает те источники питания, элементы регулировки напряжения и измерительные приборы, которые обычно нужны при исследовании опорного диода..

Рис.2.2.

ВНИМАНИЕ

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

Применительно к прибору ELVIS-2:

Схема на рис.2.2; преобразована в схему рис.2.3, которая и собрана для исследования опорного диода на монтажной панели рабочей станции ELVIS-2.

Рис.2.3.

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).

ELVIS-2 взаимодействует с компьютером через восемь цифровых линий ввода-вывода DAQ устройства.

1. Исследование работы опорного  диода

Цель исследования. 

  1.  Снятие прямой и обратной ВАХ опорного диода.
  2.  Обработка полученных результатов

1.1. Изучите схему исследования на рис. 2.3., сопоставьте её с реальной схемой, собранной на монтажной панели рабочей станции ELVIS-2.

1.2. Выпишите из приложения электрические данные опорного диода, установленного на монтажной панели рабочей станции ELVIS-2, поместите их в отчёт в табл.1.

Таблица 1

Тип стабилитрона

Электрические данные стабилитронов

Uстmin,

В

Uстmax,

В

Iст. min,

мА

Iст.max,

мА

Рcn.доп, мВт

rдиф

Ом

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 на её задней панели. Теперь нужно  включите компьютер.

б) после включения радиостанции включите компьютер;

в) кликните «Пуск + ??? +…

г) эл. мышкой «кликните» ОК;

д) на мониторе появляется панель виртуальных инструментов (ВИ) (рис.2.4), используемых в обычных лабораториях вузов, и выполняющих функции измерительных приборов и устройств. Скопируйте в отчёт панель ВИ;

Рис.2.4.

е) эл. мышкой кликните «2Wire» (источник напряжения для двухпроводных измерений).  На мониторе появляется виртуальный прибор для демонстрации результатов исследования диода (рис.2.5).

Рис.2.5.

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

1.5. Включите монтажную панель рабочей станции..

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

1.7. Скопируйте в отчёт ВАХ опорного диода с заданными параметрами режима.

2. Обработка результатов исследования

2.1. Определите дифференциальное сопротивление опорного диода по экспериментальной ВАХ.

2.2. Определите точку перехода стабилитрона в режим теплового пробоя.

2.3. Рассчитайте схему параметрического стабилизатора, построенную на стабилитроне по следующим данным:

Uн = 9 В; Rн = 1 кОм; Rб = 0,5 кОм.

Для решения этой задачи используйте электрические данные опорного диода, показанные в табл. 1.

Кроме определения коэффициента стабилизации по напряжению самое главное, что нужно определить в этой задаче это – определить пределы возможных колебаний напряжения на входе Uвх. min  и Uвх. max. Это связано с тем, что любой завод-изготовитель электронных приборов в технических условиях к прибору предупреждает о том, что он ( завод) гарантирует указанные к прибору параметры только при условии, если напряжение сети не будет меняться в тех пределах, которые указаны в техническом паспорте к прибору (например, не более, чем  + 10%; – 15%).

2.4. Выводы по работе.

  1.  
    Примерный
     перечень вопросов к защите лабораторной работы № 2

  •  За счёт чего опорный диод обладает стабилизирующими свойствами?
  •  Какая роль отведена резистору Rб в схеме параметрического стабилизатора?
  •  Зависит ли коэффициент стабилизации по напряжению от номинала резистора Rб?
  •  Для повышения КПД схемы стабилизатора желательно рабочую точку стабилитрона задавать при токе, значение которого близко к Iст.min, Возможно ли это в реальных условиях? Если да, то какую дополнительную функцию должна обеспечивать схема стабилизатора?
  •  Как Вы поступите, если напряжение на нагрузке должно быть равно Uн = 8 В, а  у Вас в наличии только стабилитроны с Uст = 7 В? (полмешка стабилитронов, но все на 7 В).
  •  Как Вы поступите, если необходимо стабилизировать напряжение большее, чем допускает  стабилитрон?
  •  Можно ли с помощью параметрического стабилизатора увеличить коэффициент стабилизации по напряжению до 400? Если да, то как?
  •  Почему режим электрического пробоя в опорном диоде часто называют лавинным?
  •  Чем отличается режим электрического пробоя от теплового пробоя.
  •  Почему не рекомендуется использовать параллельное включение опорных диодов?
  •  Почему не рекомендуется использовать более двух последовательно соединённых параметрических стабилизаторов?  Моё возражение по этому поводу: чем больше каскадов мы соединим в общий блок, тем больше будет значение коэффициента стабилизации по напряжению, так как в этом случае Кст = Кст1× Кст2 × Кст3 ×….. Кn. Возражайте!!!.
  •  На входе параметрического стабилизатора напряжения действует напряжение Eвх = 100 В, на нагрузке Uн = 80 В. Напряжение на входе неожиданно уменьшилось до 63 В. Обеспечит ли схема нагрузке 80 В стабилизированного напряжения в этом случае? Каков резерв у рабочей схемы?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2367. Модернізація українського суспільства в середині – другій половині XIX ст. 35 KB
  Мета: провести підсумкове оцінювання знань, як кінцевий етап оцінювання знань із теми: Модернізація українського суспільства в середині – другій половині XIX ст.
2368. Освіта України другої половини ХІХ ст 1.04 MB
  Виявити загалні закономірності та особливості розвитку культури в Україні в другій половині ХІХст., Проаналізувати стан розвиту освіти, Виховувати шанобливе ставлення учнів до визначних діячів української культури другої половини ХІХ ст.
2369. Україна в геополітичних планах Росії, Німеччини й Австро-Угорщини в другій половині XIX ст 27 KB
  Мета: з’ясувати причини зіткнення на українських землях російської, польської, німецької та австрійської національних ідей, визначити головні засади та принципи українського питання у другій половині XIX ст., дослідити місце України в геополітичних стратегіях Росії, Німеччини й Австро-Угорщини.
2370. Розвиток політичної думки в Україні в другій половині XIX ст. 31.5 KB
  Мета: дослідити розвиток політичної думки в Україні в другій половині XIX ст., з’ясувати роль та місце М. Драгоманова, М. Міхновського, Ю. Бачинського, В. Липинського у формуванні політичної думки України.
2371. Суспільно-політичні течії в Україні другої половини XIX ст. 37.5 KB
  Мета: дослідити причини виникнення та суть діяльності хлопоманів, народовців, на українських землях у другій половині XIX ст.
2372. Суспільно-політичні течії в Україні в другій половині XIX ст. 36 KB
  Мета: дослідити причини виникнення та суть діяльності москвофілів, малоросіян на українських землях у другій половині XIX ст.
2373. Національний соціал-демократизм. 31 KB
  Мета: з’ясувати суть національного соціал-демократизму, дослідити участь представників різних етносів в українському визвольному русі в другій половині XIX ст.
2374. Початок громадівського руху наприкінці 50-х – у 60-ті роки XIX ст. 37 KB
  Мета: проаналізувати діяльність громадівців, визначати історичне значення діяльності В. Антоновича і роль журналу Основа у зростанні національної свідомості та національно-визвольного руху в Україні, дослідити негативний вплив на розвиток української культури Валуєвського циркуляру.
2375. Суспільно-політичний розвиток західноукраїнських земель у 50-60-х роках XIX ст. 33 KB
  Мета: дослідити причини й особливості пожвавлення суспільно-політичного руху після революції 1848-1849 рр.; довести реакційну діяльність течії москвофілів, з’ясувати причини зародження національної течії в суспільному русі на західноукраїнських землях, прослідкувати спільне в завданнях та діяльності народовців Галичини, Буковини й Закарпаття.