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

7 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

84345. Функции культуры 98 KB
  Характерно что проблематика различных функций культуры разрабатывалась разными учеными сосредоточившими свое концептуальное внимание на тех или иных сторонах духовной системы. Можно выделить следующие функции культуры: а поддержание преемственности традиции...
84346. Утренняя физическая зарядка 51.94 KB
  Стоя подниматься на носки руки поднять через стороны вверх прогнуться вдох; вернуться в исходное положение выдох. Стоя мах левой ногой назад руки махом вперед кисти расслаблены вдох; исходное положение выдох; повторить то же с правой ноги.
84347. Дробные выражения 160 KB
  Так вот, давайте сегодня на уроке будем следовать этому совету писателя, будем активны, внимательны, будем поглощать знания с большим желанием, ведь они пригодятся вам в вашей дальнейшей жизни. Тема нашего занятия «Дробные выражения».
84348. Поэтика рассказа «Бирюк» 32.9 KB
  Задачи: Продолжить формирование умения выявлять причинно-следственные связи в процессе самостоятельной и коллективной работы учащихся их поисковая исследовательская деятельность; Формировать познавательную активность умение решать проблемные ситуации продолжить развитие навыков...
84349. Мостай Кәрим. Уҡытыусыма шиғыры. Сифат тураһында үтелгәндәрҙе ҡабатлау темаһына дәрес 32.21 KB
  Маҡсат: уҡыусыларҙы Башҡортостандың халыҡ шағиры Мостай Кәримдең ҡыҫҡаса биографияһы һәм ижады менән танышыу; Уҡытыусыма шиғырының идея-тематик йөкмәткеһе менән таныштырыу; уҡыусыларҙың сифат тураһындағы белемдәрен нығытыу, телмәрен үҫтереү...
84350. БЕССОЮЗНОЕ СЛОЖНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ 68.5 KB
  Обучающие: Формирование навыков постановки знаков препинания в бессоюзном сложном предложении; Закрепление навыка определения смысловых отношений между частями БСП; Формирование навыков стилистического анализа текста; Обучение учащихся связному высказыванию на лингвистическую тему.
84352. Внутренняя политика Екатерины II 25.08 KB
  Цели: Образовательные: изучение личности Екатерины II ознакомление учащихся с ее преобразованиями сформировать у учащихся представления о внутренней политике Екатерины II; Развивающие: создать условия для развития логического и образного и критического мышления...