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

42875. Процес доставки товару до споживача, методом потенціалів 469.5 KB
  Логістика — це процес управління матеріальним, фінансовим та кадровим потоками, а також необхідним інформаційним потоковим процесом для прискорення фізичного розподілу та мінімізації загальних витрат під час постачання, виробництва і збуту товарів з метою задоволення потреб споживачів.
42876. Підвищення ефективності організації транспортного процесу при перевезенні партіонних вантажів 576.67 KB
  Для досягнення мети необхідно вирішити наступні задачі: сформувати маршрути перевезення партіонних вантажів; визначити техніко – експлуатаційні показники роботи автомобілів на маршрутах; розрахувати годинну продуктивність автомобілів і собівартість перевезення вантажів; встановити закон розподілу розмірів партій вантажів які пред’явлені до перевезення; розрахувати чисельні характеристики замкнутої пуассонівської системи масового обслуговування яка представляє собою спільну роботу автотранспортних і навантажувальних –...
42878. Графы и алгоритмы на графах. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Разработка программы для решения системы ОДУ, описывающей простейшую модель экосистемы (модель Лотка-Вольтерра). Методы оптимизации 1.58 MB
  Оптимизация как раздел математики существует достаточно давно. Оптимизация - это выбор, т.е. то, чем постоянно приходится заниматься в повседневной жизни. Термином "оптимизация" в литературе обозначают процесс или последовательность операций, позволяющих получить уточненное решение. Хотя конечной целью оптимизации является отыскание наилучшего или "оптимального" решения, обычно приходится довольствоваться улучшением известных решений, а не доведением их до совершенства. По этому под оптимизацией понимают скорее стремление к совершенству, которое, возможно, и не будет достигнуто.
42879. Создания простейшей экспертной системы 69.17 KB
  Если реакция системы не понятна пользователю то он может потребовать объяснения: CLIPS Первоначально аббревиатура CLIPS была названием языка С Lnguge Integrted Production System язык С интегрированный с продукционными системами удобного для разработки баз знаний и макетов экспертных систем. Теперь CLIPS представляет собой современный инструмент предназначенный для создания экспертных систем expert system tool. CLIPS состоит из интерактивной среды экспертной оболочки со своим способом представления знаний гибкого и мощного...
42880. Состояния международного туризма на современном этапе 84.24 KB
  Туризм – явление, известное каждому. Во все времена нашу планету пересекали многочисленные путешественники и первопроходцы. Но лишь недавно туризм возник как специфическая форма деятельности людей. Каждый из нас представляет себе туризм как отрасль, более или менее известную, поскольку все мы куда-то ездили и проводили отпуска вдали от дома. Туризм - сравнительно молодой феномен, имеющий, однако, корни, уходящие в древние времена.
42881. Поняття туризму. Класифікація, види і форми туризму 59.48 KB
  Термін туризм (tourism) першим вжив В. Жекмо в 1830 р. Слово «туризм» походить від французького «tour», що означає «прогулянка». До недавнього часу в різних країнах поняття «туризм», «турист» розумілися неоднаково. З розвитком туризму в сучасному світі, особливо міжнародного і з створенням міжнародних туристичних організацій, стало необхідним дати загальноприйняте визначення поняття «турист» і відповідно «туризм».
42882. SMS-Flooder 284.94 KB
  При атаках автоматизированных систем достаточно сложно определить предсказать уровень ущерба и риска который они могут предоставить. На основе вышеизложенного рассмотрим момент риска по формуле: Отсюда среднее значение ущерба для кривой риска будет равно Далее получим центральный момент риска: Откуда мы можем выразить второй центральный момент риска: Тогда среднеквадратичное отклонение будет иметь вид: Также оно может быть найдено относительно моды риска . Она может выражаться через решение следующего уравнения: Чтобы оценить ассиметрию...
42883. Химическая металлизация печатных плат 1.32 MB
  И так как вытравливается только этот минимальный слой около 3 мкм то величина подтравов минимальна до 2 мкм что позволяет воспроизводить проводники малой ширины. Поэтому в методе необходимо применять фоторезист толщиной около 30 мкм. Затяжкой Тентинг –метод с общей металлизацией поверхности заготовки Слои 1 2 3 4 5 18 мкм 18 мкм 18 мкм Фольга 3 мкм 6 мкм 35 мкм Общая металлизация поверхности 30 мкм 40 мкм 40 мкм 50 мкм Фоторезист 25 мкм 35 мкм 35 мкм Металлизация рисунка 15 мкм 15 мкм Металлорезист 3 мкм 18 мкм 24 мкм 53 мкм Глубина...