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

47512. Методичні вказівки до виконання дипломної роботи. Менеджмент організацій 480 KB
  МЕНЕДЖМЕНТ ОРГАНІЗАЦІЙ ОКП СПЕЦІАЛІСТ ПІДГОТОВКА НАПИСАННЯ ЗАХИСТ для всіх форм навчання 2009 Методичні вказівки до виконання дипломної роботи для студентів спеціальності
47514. Методичні вказівки. Біотехнологія 929.5 KB
  Технологічна схема ТС виробництва Приклад зображення хімічної схеми виробництва Дипломний проект як правило являє собою проект виробництва удосконалення виробництва цільового продукту або напівпродукту складений на базі діючого виробництва або за результатами науководослідних і дослідноконструкторських робіт. У процесі роботи над дипломним проектом за освітньокваліфікаційним рівнем бакалавр вирішуються такі завдання: розширення потужності діючого виробництва або організації випуску нового виду...
47516. ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 223 KB
  Конкретное содержание экономических расчетов в зависимости от целевого назначения дипломного проекта и особенностей специальности определяется студентом-дипломником по согласованию с руководителем и консультантом экономической части дипломного проекта
47517. Методичні вказівки. Фінанси 230.5 KB
  Дипломна робота являє собою індивідуальне за характером наукове вивчення актуальних питань теорії та практики фінансово-економічних відносин з обов’язковим відпрацьовуванням практичних рекомендацій, спрямованих на підвищення ефективності фінансової діяльності підприємства чи його підрозділу
47519. Методические указания. Безопасность жизнедеятельности 208 KB
  Рост энерговооруженности производства внедрение новых форм организации и стимулирования труда требует подготовки квалифицированных специалистов обладающих глубокими знаниями в области безопасности труда. Только квалифицированные специалисты способны реализовать основные направления государственной политики в области охраны труда направленные на улучшение условий труда снижение травматизма и профессиональных заболеваний повышение производительности труда. Такие специалисты должны иметь потребность к разработке и безусловному выполнению...