ID: 41688

Название работы: Получение вольт-амперных и переходных характеристик силовых диодов, определение по ним статических и динамических параметров

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Виртуальная лабораторная установка для исследований предусмотренных содержанием работы содержит: функциональный генератор сигналов Function Genertor XFG1; двухлучевой осциллограф Oscilloscope XSC1; модели реальных однотипных диодов D1 D2; датчик V1 тока протекающего через диод D1; идеальные источники переменного синусоидального I1 токаи постоянного I2 тока. Эта группа диодов отличается высокими значениями обратного напряжения от 50В до 5кВ и прямого тока от 10А до 5кА. Массивная структура диодов ухудшает их...

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-10-24

Размер файла: 524.97 KB

Работу скачали: 5 чел.

Цель работы: получение вольт-амперных и переходных характеристик силовых диодов, определение по ним статических и динамических параметров, получение навыков по выбору диодов для устройств силовой электроники.

Виртуальная лабораторная установка для исследований, предусмотренных содержанием работы, содержит:

1.  функциональный генератор сигналов (Function Generator – XFG1);
2.  двухлучевой осциллограф (Oscilloscope – XSC1);
3.  модели реальных однотипных диодов D1, D2;
4.  датчик V1 тока, протекающего через диод D1;
5.  идеальные источники переменного синусоидального I1 токаи постоянного I2 тока. Амплитуда переменного тока 0,02А, частота 1кГц;
6.  ограничительное сопротивление R1, равное 3 Ом и задающее ток диода;
7.  измерительный пробник.

Динамическое сопротивление определяется по показаниям измерительного пробника:

Эквивалентное сопротивление:

К динамическим параметрам диода относятся его временные или  частотные характеристики: время обратного восстановления , заряд восстановления , предельная частота без снижения режима диода .

Выпрямительные диоды. Эта группа диодов отличается высокими значениями обратного напряжения (от 50В до 5кВ) и прямого тока (от 10А до 5кА). Массивная структура диодов ухудшает их быстродействие. Поэтому время обратного восстановления обычно не нормируется и находится в диапазоне 25…100мкс, что ограничивает использование диодов в цепях с частотой не выше 500Гц. Прямое падение напряжения в выпрямительных диодах достигает 2,5…3В у приборов высокого напряжения.

Быстровосстанавливающиеся диоды.  При производстве быстровосстанавливающихсы диодов  используются различные технологические методы, уменьшающие время восстановления. Благодаря этому удается снизить время до 3…5мкс.

Диоды Шоттки. В диодах с барьером Шоттки вместо p-n-перехода используется контакт металлической поверхности с полупроводником. Особенностью диодов Шоттки является то, что прямой ток обусловлен движением основных носителей – электронов, поэтому отсутствует накопление неосновных носителей (), что существенно уменьшает инерционность диодов Шоттки. Время обратного восстановления не превышает 0,2мкс, падение прямого напряжения на 0,2…0,3В ниже, чем у диодов с p-n-переходом.

Таблица 2.3

,А		0,5	1,0	3,0	5,0	10,0	15,0	30,0
, В	Выпрям.
	Быстровосст.
	Шоттки
, В , мОм (расчет)	Выпрям.
	Быстровосст.
	Шоттки
, мВ	Выпрям.
	Быстровосст.
	Шоттки
, мОм (расчет)	Выпрям.
	Быстровосст.
	Шоттки
, В		10	20	40	60	80	90	100
, мкА	Выпрям.
	Быстровосст.
	Шоттки

Таблица 2.4

Диоды	Параметры
	нс			мккул
Быстрод.
Шоттки

Контрольные вопросы.

1.  Диоды подразделяются на выпрямительные и быстродействующие (быстровосстанавливающиеся).
2.  Выпрямительные применяются в выпрямительные аппаратах для преобразования переменного тока в постоянный.
3.  Быстрые применяются:
4.  Для блокировки транзисторных, IGBT и MOSFET ключей и называются анти параллельные диоды.
5.  Демфирующие и нулевые диоды – создание путей протекания тока при размыкании транзисторного ключа.
6.  Генератор сигналов (Function Generator – XFG1). Это источник напряжения, который может генерировать синусоидальные, пилообразные и прямоугольные импульсы. Можно изменять форму сигнала, его частоту, амплитуду, коэффициент заполнения и постоянный сдвиг. Диапазон генератора достаточен, чтобы воспроизвести сигналы с частотами от нескольких герц до аудио- и радиочастотных.

Двухлучевой осциллограф имеет специальную электронно-лучевую трубку с двумя лучами. Ее конструкция состоит из стеклянной колбы, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две независимые системы отклоняющих пластин. Совокупность этих систем образует два электронных луча, действующих на один общий экран, что позволяет наблюдать одновременно две осциллограммы.

Диод это п/п прибор с одним ПМ переходом и двумя выводами.

Датчик тока. Технический результат - увеличение точности измерения тока за счет компенсации прироста напряжения на шунте, вызванном увеличением омического сопротивления при его нагреве, и компенсации паразитного индуктивного сопротивления шунта. 

Измерительный пробник. Показывает постоянные и переменные напряжения и токи на участке цепи, а также частоту сигнала.

Источники тока - устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую.

1.  Снятие ВАХ диодов осуществляется в два этапа. На первом получают изображение ВАХ диодов на экране осциллографа. На втором этапе измеряются координаты точек прямой ветви ВАХ диода D2, идентичного диоду D1, путем задания с помощью источника тока I2 значений прямого тока и регистрации соответствующих им значения измерительным пробником, подключенныйм в анодную цепь диода D2.
2.  Время обратного восстановления не нормируется у выпрямительных диодов из-за массивной структуры, что ухудшает их быстродействие.
3.