41923

Дослідження напівпровідникових діодів

Лабораторная работа

Физика

Результати занесемо в «Результати експериментів». Вимірювання статичного опору діода Виміряємо опір діода при прямому і зворотньому підключенні. Для цього замість вольтметра схемі на рис. поставимо мультиметр і виставимо його на вимірювання опору. Результати занесемо в «Результати вимірювань».

Русский

2013-10-26

62.81 KB

0 чел.

Звіт по лабораторній роботі №3

З електроніки мікросхем. мікропроц.

«Дослідження напівпровідникових діодів »

        Виконав: студент ІАН 210

Клочан А.Є.

Перевірив: Дубер В.Г.

Київ

2010

Мета роботи: дослідження параметрів випрямного напівпровідникового діода і стабілітрона і побудова їх вольтамперних характеристик.

Хід роботи

Експеримент 1. Вимірювання напруги і струму через діод.

Зберемо схему відповідно до рис.3.4. Включимо схему. Виміряємо напругу Uпр і струм Iпр при прямому включенні. Перевернемо діод і знову

                               Рис.3.4       запустимо схему. Виміряємо напругу Uзв  і струм Iзв.

 Обчислимо струм діода при прямому і зворотному включенні за формулами:

Iпр= (E - Uпр)/R=(5-1,36)/103=3,64 (mA).

Iоб=  (EUоб)/R=(5-4,995)/103=5(мкА).

Результати занесемо в «Результати експериментів».

Експеримент 2. Вимірювання статичного опору діода

Виміряємо опір діода при прямому і зворотньому підключенні. Для цього замість вольтметра схемі на рис. 3.4 поставимо мультиметр і виставимо його на вимірювання опору. Результати занесемо в «Результати вимірювань».

Експеримент 3. Зняття ВАХ діода

а) Пряма гілка ВАХ. Зберемо схему, зображену на рис.3.4. Включимо схему. Встановлюючи значення ЕРС Е рівними , , , , , 0.5В, запишіть значення Uпр і Iпр.

б) Зворотня гілка ВАХ. Перевернемо діод. Встановлюючи значення Е рівними , , 10В, 15В, 50В, 55В, 60В, запишимо значення Iзв і Uзв.

в) За отриманими даними побудуймо графіки Iпр(Uпр) і Iзв (Uзв) використовуючи MathCad.

г) Знайдіть диференціальний опір діода по прямій гілці ВАХ при Iпр= 4 мА . Зробіть теж для Iпр= 0.4 мА і Iпр= 0.2 мА.

д) Обчислите опір діода на постійному струмі Iпр= 4 мА .

Uпр=1.3611;

Rст=Uпр/Iпр=1.3611/4∙10-3=340,275 Ом;

Експеримент 4. Вимірювання напруги і обчислення струму через стабілітрон

а) Зберіть схему, зображену на рис.3.5. Зміряйте напругу UCT на стабілітроні при значеннях ЕДС джерела 0, 4, 6, 10, 15, 20, 25, 30, 35 Вт.

Рис.3.5

б) Обчисліть струм ICT для кожного значення напруги UCT.

ICT1 = (E-Uст)/R= (4 – 4) / 300= 0 / 300 =0(А);

ICT2 = (E-Uст)/R= (6 – 5,0497) / 300= 0,9503 / 300 =3,168(мА);

ICT3 = (E-Uст)/R= (10 – 5,1752) / 300= 4,8248 / 300 =16,083(мА);

ICT4 = (E-Uст)/R= (15 – 5,2985) / 300= 9,7015 / 300 =32,338(мА);

ICT5 = (E-Uст)/R= (20 – 5,4144) / 300= 14,5856 / 300 =48,619(мА);

ICT6 = (E-Uст)/R= (25 – 5,5272) / 300= 19,4728 / 300 =64,909(мА);

ICT7 = (E-Uст)/R= (30 – 5,6385) / 300= 24,3615 / 300 = 81,205(мА);

ICT8 = (E-Uст)/R= (35 – 5,7487) / 300= 29,2513 / 300 =97,504(мА);

в) За даними таблиці побудуйте ВАХ стабілітрона.

г) Оціните по ВАХ стабілітрона напругу стабілізації.

д) Обчислите потужність РСТ, що розсіюється на стабілітроні при напрузі     Е = 20 В.

Uст = 5,4144(В);

Iст =48,619(мА);

Рст = Uст∙ Iст = 5,4144 ∙ 48,619∙ 10-3=0,263 (Вт) 

е) Оціните диференціальний опір стабілітрона в області стабілізації.

Диференціальний опір визначаємо як і у діода.

Експеримент 5. Отримання характеристики навантаження параметричного стабілізатора

а) Підключите резистор R2 =75 Ом паралельно стабілітрону. Встановите Е=20в. Включите схему. Запишіть значення UCT.

б) Повторите пункт а) при короткому замиканні і при опорах резистора R2 75 Ом, 100 Ом, 200 Ом, 300 Ом, 600 Ом, 1 ком.

в) Розрахуйте струм I1 через резистор R1, струм I2 через резистор R2, і струм стабілітрона ICT для кожного значення R2.

Струм на резисторі R2 знайдемо за законом Ома для ділянки кола.

I2.1=Uст/R2=4/75=53(мA);

I2.2=Uст/R2=4,9741/100=49,7(мA);

I2.3=Uст/R2=5,2299/200=26(мA);

I2.4=Uст/R2=5,2916/300=17,6(мA);

I2.5=Uст/R2=5,3529/600=8,9(мA);

I2.6=Uст/R2=5,3774/1000=5,38(A);

Для знаходження I1 паралельне з′єднання стабілітрона і R2 замінимо одним пасивним елементом і враховуватимемо лише спад напруги на ньому(Uст).І знайдемо І1 за законом Ома для ділянки кола з активним елементом.

I1.1 = (E-Uст)/R= (20 – 4) / 300= 16 / 300 =53(мА);

I1.2 = (E-Uст)/R= (204,9741) / 300= 15,0259 / 300 =50(мА);

I1.3 = (E-Uст)/R= (205,2299) / 300= 14,7701 / 300 =49,23(мА);

I1.4 = (E-Uст)/R= (20 – 5,2916) / 300= 14,7084 / 300 =49,03(мА);

I1.5 = (E-Uст)/R= (20 – 5,3529) / 300= 14,6471 / 300 =48,82(мА);

I1.6 = (E-Uст)/R= (20 – 5,3774) / 300= 14,6226 / 300 =48,74(мА);

Iк.з. = (E-Uст)/R= (20 – 0) / 300= 20/ 300 =66,67(мА);

Знайдемо Iст за І законом Кірхгофа.

Iст1 =I1.1 I2.1 = 53 – 53 = 0(мА);

Iст2 =I1.2 I2.2 = 50 – 49,7 = 0,3(мА);

Iст3 =I1.3 I2.3 = 49,23 – 26 = 23,23(мА);

Iст4 =I1.4 I2.4 = 49,03 – 17,6 = 31,43(мА);

Iст5 =I1.5 I2.5 = 48.82 – 8,9 = 39,92(мА);

Iст6 =I1.6 I2.6 = 48,74 – 5,38 = 43.36(мА);

Iст к.з =I1.к.з I2.к.з = 66,67 – 66,67 = 0(мА);

Результати експериментів

Експеримент 1. Вимірювання напруги і струму через діод

Uпр = 1,36 В;  Uзв = 4,995В;   Iпр  = 3,642 mA;    Iзв =4,995 мкА;

 Iпр =3,64 mA; Iзв = 5мкА;

Експеримент 2. Вимірювання статичного опору діода

Опір діода при прямому включенні         Rпр=347,6 Ом;

Опір діода при зворотному включенні    Rзв=2,25 kОм;

Експеримент 3. Зняття ВАХ діода

Обчисліть і запишіть струми і напругу.

а) Пряма гілка ВАХ.    б) Зворотня гілка ВАХ.

E,B

Uпр, В

Iпр, А

E, B

Uзв

Iзв, мкА

5

1,358

3,642мА

0

0

0

4

1,344

2,656мА

5

4,995

4.995

3

1,324

1,676мА

10

9,99

9,99

2

1,286

713,8 мкА

15

14,98

14.98

1

0,998

2,013 мкА

50

49,84

157,6

0.5

0,499

0,5 мкА

55

49,94

5,058 мА

0

0

0

60

49,96

10,04 мА

в) Побудуйте графік ВАХ.

ВАХ при прямій гілці.

ВАХ при зворотній гілці

г) Диференціальний опір діода при прямому включенні, обчислений по ВАХ.

Для обчислення диференціального опору діода потрібно провести дотичну до графіка ВАХ і знайти тангенс кута між віссю струму і дотичною. Але знайдемо диференціальний опір використовуючи MathCad, для цього на ВАХ збільшимо масштаб доти, доки графік не буде прямою лінією знайдемо приріст струму і напруги, знайдемо їх відношення. Це і буде диференціальний опір.

при Iпр = 4мА      Rдиф =10 Ом

при Iпр = 0.4мА             Rдиф = 420 Ом

при Iпр = 0.2мА             Rдиф = 410 Ом

д) Обчислите Rст при Iпр = 4мА     RСТ =340,275 Ом

Експеримент 4. Вимірювання напруги і обчислення струму через стабілітрон

а).б) Дані для побудови ВАХ стабілітрона.

Е, В

UCT, В

ICT, мА

0

0

0

4

4

0

6

5,0497

3,168

10

5,1752

16,083

15

5,2985

32,338

20

5,4144

48,619

25

5,5272

64,909

30

5,6385

81,205

35

5,7487

97,504

в) Побудова ВАХ стабілітрона

г) Напруга стабілізації                            UCTАБ =5.05 В

д) Потужність розсіювання при Е=20 В,                          РСТ =0,263Вт

е) Диференціальний опір                    Rдиф =10Ом

Експеримент 5. Отримання характеристики навантаження параметричного стабілізатора

Напруга стабілітрона і значення струмів при Е=20 Ст.

R2, Ом

UCT, В

I1, мА

I2, мА

ICT, мА

75

4

53

53

0

100

4,9741

50

49,7

0,3

200

5,2299

49,23

26

23,23

300

5,2916

49,03

17,6

31,43

600

5,3529

48,82

8,9

39,92

1000

5,3774

48,84

5,38

43,36

к.з.

0

66,67

66,67

0


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30119. Модификационная (фенотипическая) изменчивость 16.63 KB
  Характеристика: обратимость изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды спровоцировавших их групповой характер изменения в фенотипе не наследуются наследуется норма реакции генотипа статистическая закономерность вариационных рядов затрагивает фенотип при этом не затрагивая сам генотип.По размаху нормы реакции узкая более характерна для качественных признаков широкая более характерна для количественных признаков 3.По длительности: есть лишь у особи или группы особей которые подверглись влиянию...
30120. Генетика популяций. Генетическая структура популяций и идеальная популяция 37.55 KB
  При описании систем скрещивания в идеальной популяции широко используется понятие панмиксии случайного свободного скрещивания при котором вероятность встречи гамет не зависит ни от генотипа ни от возраста скрещивающихся особей. Если исключить половой отбор то к панмиктической популяции применима концепция гаметного резервуара согласно которой в популяции в период размножения формируется гаметный резервуар генный пул включающий банк женских гамети банк...
30121. Наследственные и врожденные болезни 15.44 KB
  Наследственные и врожденные болезни: НАСЛЕ́ДСТВЕННЫЕ БОЛЕ́ЗНИ патологические состояния организма обусловленные изменениями генетического материала мутациями. В широком смысле термин наследственные болезни включает не только хромосомные и генные болезни вызываемые соответствующими мутациями но и мультифакториальные болезни развитие которых связано с взаимодействием нормальных полиморфных генов формирующих предрасположенность к заболеванию с факторами внешней среды. Условно к наследственным болезням можно также отнести болезни...
30122. Методы диагностики наследственных болезней 29.39 KB
  Методы диагностики наследственных болезней: 1.Генеалогический метод диагностики наследственных болезней один из важнейших методов в генетике он представляет собой систему изучения заболеваемости в роду с составлением соответствующей родословной. В настоящее время известно более 50 наследственных заболеваний связанных с полом.Биохимикогенетические методы диагностики наследственных болезней исследования широко применяются в диагностике наследственных заболеваний обмена веществ и других форм.
30123. Хромосомные синдромы 19.27 KB
  Хромосомные синдромы: Хромосомные синдромы с числовыми нарушениями аутосом: Синдром Дауна трисомия по хромосоме 21 одна из форм геномной патологии при которой чаще всего кариотип представлен 47хромосомами вместо нормальных 46 поскольку хромосомы 21й пары вместо нормальных двух представлены тремя копиями трисомия см. Существует ещё две формы данного синдрома: транслокация хромосомы 21 на другие хромосомы чаще на 15 реже на 14 ещё реже на 21 22 и Yхромосому 4 случаев и мозаичный вариант синдрома 5 . Синдром получил...
30124. Кариотип 17.21 KB
  Кариотип это совокупность признаков полного набора хромосом соматических клеток организма на стадии метафазы III фаза деления клетки их количество размер форма особенности строения. Исследование кариотипа проводят методом световой микроскопии с целью выявления патологии хромосом. Чаще всего это исследование проводят у детей для выявления заболеваний обусловленных нарушениями в хромосомах и у супругов при бесплодии или привычном невынашивании беременности. Выявление хромосомных перестроек в этом случае позволяет установить причину...
30125. Генетический контроль синтеза ферментов 16.67 KB
  Генетический контроль синтеза ферментов. Однако под действием некоторых сигналов синтез индуцибельных ферментов повышается. coliв присутствии лактозы образуется ряд ферментов участвующих в катаболизме этого дисахарида. Репрессор связывается со специфическим участком ДНК и блокирует транскрипцию генов ответственных за синтез определенных ферментов.
30126. Создание устройства для дистанционного мониторинга основных физиологических показателей человека, программного обеспечения для регистрации частоты сердечных сокращений и температуры тела 3.2 MB
  Устройство для дистанционного мониторинга физиологических показателей человека позволяет удалённо следить за температурой и частотой пульса пациента. Устройство закрепляется на внутренней стороне плеча, что позволяет точнее измерять температуру.
30127. Разработка аппарата коррекции речи, который использует такие методы лечения заикания как «метроном» и «задержанная акустическая связь» 2.4 MB
  Благодаря речи индивидуальное сознание каждого человека, не ограничиваясь личным опытом, собственными наблюдениями, питается и обогащается результатами общественного опыта: наблюдения и знания всех людей становятся или могут благодаря речи стать достоянием каждого. Огромное многообразие стимулов, которое получает благодаря этому человек, дало мощный толчок для дальнейшего развития его мозга