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

9 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

4085. Определение коэффициента трения с помощью установки ФПМ-02 и ее компьютерного имитатора 646 KB
  Цель работы: изучить свободные затухающие колебания наклонного маятника освоить методику определения коэффициента трения. Приборы: установка для определения коэффициента трения ФПМ-02, а также IBM-совместимый персональный компьютер и пакет компьют...
4086. Определение энергетических характеристик электрической цепи постоянного тока 5.08 MB
  Цель работы – исследование зависимости энергетических характеристик электрической цепи от внешнего сопротивления. Приборы и принадлежности: лабораторный комплекс ЛКЭ-2П, включающий источник тока, мультиметр, магазин сопротивлений и комплект сое...
4087. Определение изменения энтропии при плавлении олова 127.5 KB
  Цель работы – изучение процессов плавления и кристаллизации олова и определение изменения энтропии. Теплоемкость твердых тел Теплоемкостью твердого тела называется величина, равная отношению количества теплоты Q, погл...
4088. Организационно-правовые формы предприятий 198 KB
  Введение Центральным звеном рыночной экономики, в котором принимаются и осуществляются решения об использовании ограниченного количества благ с учётом обстоятельств внешней среды (которые не могут быть изменены по воле принимающих решения лиц), выбо...
4089. Структуры и алгоритмы обработки данных. Расчет БД Жизнь замечательных людей 352 KB
  Хранящуюся в файле базу данных (БД) Жизнь замечательных людей загрузить в оперативную память компьютера, выполнить сортировку записей методом прямого слияния с использованием очередей. Построить индексный массив, провести поиск...
4090. Автоматизированная Информационная Система учета лекарственных препаратов на базе больничной аптеки 1.2 MB
  Автоматизированная Информационная Система учета лекарственных препаратов на базе больничной аптеки Введение В условиях рыночной экономики информация выступает как один из основных товаров. Успех коммерческой и предпринимательской деятельности связан...
4091. Деньги. Их сущность и функциии 106 KB
  Введение Тема реферата представляет интерес для меня тем, что деньги и банки в совокупности образуют одну из самых важных и притягательных областей экономики. Деньги и банки являются неотъемлемыми атрибутами современной цивилизации. Их изучение так ...
4092. Физические основы современных представлений в теории электромагнитного поля 348 KB
  Физические основы современных представлений в теории электромагнитного поля Рассматриваются базовые физические представления современной теории электромагнитного поля, основанные на концепции «корпускулярно-полевого дуализма» характеристик микрочаст...
4093. Быт и нравы русских женщин в XVI- XVII веках 83 KB
  Быт и нравы русских женщин в XVI- XVII веках Введение Несмотря на то, что уже в X в. (со времен Ольги) Русь узнала и, можно сказать, признала деятельность женщины-правительницы, в отечественной истории не было подобных примеров вплоть до XVIII в.. Н...