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

41270. МІСТА НА ДУНАЇ ТА ЙОГО ПРАВИХ ПРИТОКАХ 45.34 MB
  Майже всі придунайські міста розвинулися з прикордонних римських таборів I—IV ст., зберігши сліди античного регулярного планування в своїх історичних ядрах. Для тих міст притаманним є складний етнічний склад міського населення
41271. Методологическая основа моделирования 127 KB
  На этапах разработки АСОИУ различных уровней отраслевые АСУ АСУ объединениями и предприятиями автоматизированные системы научных исследований и комплексных испытаний системы автоматизации проектирования АСУ технологическими процессами а также интегрированные АСУ необходимо учитывать следующие особенности: сложность структуры стохастичность связей между элементами неоднозначность алгоритмов поведения при различных условиях большое количество параметров и переменных неполноту и недетерминированность исходной информации...
41272. Общая характеристика проблемы моделирования систем 134 KB
  Общая характеристика проблемы моделирования систем. Цели и проблемы моделирования систем. Классификация видов моделирования систем. Общая характеристика проблемы моделирования систем Характеристики моделей систем При моделировании рассматривают следующие характеристики моделей: 1.
41273. Возможности и эффективность моделирования систем на вычислительных машинах 123 KB
  Классификация видов моделирования систем продолжение. Возможности и эффективность моделирования систем на вычислительных машинах. Средства моделирования систем. Обеспечение имитационного моделирования.
41274. Математические схемы моделирования систем 238.5 KB
  При построении математической модели системы необходимо решить вопрос об ее полноте. Также должна быть решена задача упрощения модели которая помогает выделить в зависимости от цели моделирования основные свойства системы отбросив второстепенные. При переходе от содержательного к формальному описанию процесса функционирования системы с учетом воздействия внешней среды применяют математическую схему как звено в цепочке описательная модель математическая схема математическая аналитическая или и имитационная модель. Формальная...
41275. Непрерывно-детерминированные модели (D-схемы). Основные соотношения. Возможные приложения D-схемы 224 KB
  Они отражают динамику изучаемой системы и в качестве независимой переменной от которой зависят неизвестные искомые функции обычно служит время t. Элементарные системы Из этого уравнения свободного колебания маятника можно найти оценки интересующих характеристик. Очевидно что введя обозначения h2 = mMlM2 = LK h1 = 0 h0 = mMglM = 1 CK Ft = qt = zt получим обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка описывающее поведение этой замкнутой системы: h2d2zt dt2 h1dzt dt h0zt = 0 2.9 где h0 h1...
41276. Дискретно-детерминированные модели (F-схемы). Основные соотношения. Возможные приложения F-схемы 170.5 KB
  Система представляется в виде автомата как некоторого устройства с входными и выходными сигналами перерабатывающего дискретную информацию и меняющего свои внутренние состояния лишь в допустимые моменты времени. В каждый момент t = 0 1 2 дискретного времени Fавтомат находится в определенном состоянии zt из множества Z состояний автомата причем в начальный момент времени t = 0 он всегда находится в начальном состоянии z0 = z0. Другими словами если на вход конечного автомата установленного в начальное состояние z0 подавать в...
41277. Дискретно-стохастические модели (Р-схемы). Основные соотношения. Возможные приложения P-схемы. Непрерывно-стохастические модели (Q-схемы). Основные соотношения 159.5 KB
  Непрерывностохастические модели Qсхемы Основные соотношения Особенности непрерывностохастического подхода рассмотрим на примере типовых математических Qсхем систем массового обслуживания англ. В качестве процесса обслуживания могут быть представлены различные по своей физической природе процессы функционирования экономических производственных технических и других систем например: потоки поставок продукции некоторому предприятию потоки деталей и комплектующих изделий на сборочном конвейере цеха заявки на обработку информации ЭВМ...