Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Кафедра ЭВМ |
||
|
ОТЧЕТ по лабораторнай работе № 1 тема: «Исследование характеристик полупроводниковых диодов» |
||
|
Выполнил: студент группы 850501 Атноненко А. В. |
||
|
Проверил: Тимошенко В. С. |
||
|
Минск 2010 г. |
Цель работы:
1 Исследование вольтамперной характеристики выпрямительного диода;
2 Исследование вольтамперной характеристики стабилитрона;
3 Исследование работы однополупериодного выпрямителя.
1 Краткие теоритические сведения:
Полупроводниковый прибор, который имеет два электрода и один (или несколько) p-n-переходов, называется диодом.
Все полупроводниковые диоды можно разделить на две группы: выпрямительные и специальные. Выпрямительные диоды, как следует из самого названия, предназначены для выпрямления переменного тока. В зависимости от частоты и формы выпрямляемого тока они делятся на низкочастотные, высокочастотные и импульсные. Специальные типы полупроводниковых диодов используют различные свойства p-n-переходов, например, явление пробоя, фотоэффект, наличие участков с отрицательным сопротивлением и другие.
Выпрямительный диод
Выпрямительные полупроводниковые диоды изготавливаются как правило, из кремния, германия или арсенида галлия. Классифицировать выпрямительные полупроводниковые диоды можно по конструкции и технологии изготовления. В зависимости от конструкции выпрямительные полупроводниковые диоды делятся на плоскостные и точечные, а в зависимости от технологии изготовления - на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные.
Основные характеристики полупроводникового диода можно получить, анализируя его ВАХ. При исследовании ВАХ следует принимать во внимание, что зависимость тока через р-n-переход от падения напряжения на переходе описывается уравнением Эберса-Молла:
,
где - обратный ток насыщения диода, а - тепловой потенциал.
Важным параметром, характеризующим свойства диода, является дифференциальное сопротивление p-n-перехода равное отношению приращения падения напряжения на диоде к приращению тока через диод:
.
УГО диода:
Стабилитрон
Стабилитрон - это полупроводниковый диод, р-n-переход которого работает в режиме лавинного пробоя. Такой режим возникает при смещении p-n-перехода в обратном направлении. В режиме лавинного пробоя в широком диапазоне изменения тока через диод падение напряжения на нем остается практически неизменным.
УГО стабилитрона:
Дифференциальное сопротивление стабилитрона - это параметр, который характеризует наклон его вольтамперной характеристики в области пробоя:
.
Полупроводниковые выпрямители
Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное. Основное назначение выпрямителей заключается в сохранении направления тока в нагрузке при изменении полярности напряжения, приложенного к входу выпрямителя. Существуют разновидности полупроводниковых выпрямителей, отличающиеся количеством диодов и схемой их включения.
Схема однофазного однополупериодного выпрямителя
Однофазный однополупериодный выпрямитель пропускает на выход только одну полуволну питающего напряжения. Среднее значение напряжения на выходе такого выпрямителя вычисляется по формуле:
.
Форма напряжения на входе однофазного однополупериодного выпрямителя
Форма напряжения на выходе однофазного однополупериодного выпрямителя
2 Выполнение лабораторной работы
2.1 Исследование вольтамперной характеристики выпрямительного диода
Результаты измерений занесены в таблицу 1.
|
Таблица 1 |
|
|
, мА |
, В |
|
4,96 |
0,70 |
|
6,05 |
0,71 |
|
0,52 |
0,59 |
|
1 |
0,62 |
Определим статическое сопротивление диода в измеренных точках по формуле:
.
;
;
;
.
Определим дифференциальное сопротивление диода по формуле:
.
;
.
Напряжение изгиба определим по ВАХ диода:
.
Вывод: в результате выполнения первого задания методом прямых измерений был измерен ток, протекающий через диод, включенный в прямом направлении, а так же напряжение на нем. Методом косвенных измерений было определено статическое и дифференциальное сопротивление диода.
Была построена ВАХ диода, из которой было определено напряжение изгиба. ВАХ диода имеет экспоненциальный характер.
На практике было получено соответствие с теорией.
2.2 Исследование вольтамперной характеристики стабилитрона
Результаты измерений занесены в таблицу 2.
|
Таблица 2 |
||
|
, мА |
, В |
|
|
-5,52 |
-6,87 |
-7,43 |
|
-9,11 |
-6,91 |
-9,27 |
Определим дифференциальное сопротивление стабилитрона по формуле:
.
.
Определим коэффициент стабилизации по формуле:
.
Напряжение стабилизации определим по ВАХ стабилитрона:
.
Вывод: в результате выполнения второго задания методом прямых измерений было измерено напряжение на стабилитроне при различном протекании тока через него. Методом косвенных измерений было определено дифференциальное сопротивление стабилитрона и коэффициент стабилизации.
Была построена ВАХ диода, из которой было определено напряжение стабилизации. ВАХ стабилитрона имеет участок со слабой зависимостью напряжения от проходящего тока, который наблюдается на обратной ветви.
На практике было получено соответствие с теорией.
2.3 Исследование работы однополупериодного полупроводникового выпрямителя
Осцилограммы на входе и выходе однополупериодного выпрямителя
Максимальное значение напряжение на выходе выпрямителя определим из осциллограммы:
.
Средневыпрямленное значение напряжение напряжения на выходе выпрямителя определим по формуле:
.
.
Максимальное обратное напряжение на диоде определим из осциллограммы:
.
Вывод: в результате выполнения третьего задания методом прямых измерений было измерено максимальное значение напряжение на выходе выпрямителя. Методом косвенных измерений было определено средневыпрямленное значение напряжение на выходе выпрямителя.
Были построены осциллограммы входного сигнала на вход и выход выпрямителя. Из осциллограмм определили максимальное значение напряжение на выходе выпрямителя и максимальное обратное напряжение на диоде выпрямителя.
Из осциллограмм видно что однополупериодный выпрямитель пропускает только положительную полуволну косинусоиды.
На практике было получено соответствие с теорией.