Санкт-Петербургский государственный горный институт
(технический университет)
Кафедра автоматизации производственных процессов
Лабораторная работа № 1
«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
НЫХ ДИОДОВ И ОПТОЭЛЕКТРОННОЙ ПАРЫ»
Санкт-Петербург
2007
Цель работы: изучение принципа действия, приобретение навыка снятия статических характеристик, сравнительная оценка характера проводимости и других свойств исследуемых диодов: выпрямительных; свето - и фотодиода, входящих в состав оптопары.
Порядок выполнения к Лабораторной работе 1
1. Исследование выпрямительных диодов.
1.1. Снятие вольтамперных характеристик выпрямительных диодов включенных в прямом направлении.
1.1.1. Соберите схему согласно рис. 1, в качестве диода VD1 используйте германиевый диод 1N…
Рис. 1.
1.1.2 Установите для амперметра А1 предел 20 мА, а для вольтметра V1 – 2 (1) В. Переведите ручку регулятора напряжения источника E1 (U3) в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы, включите источник питания. (запустите на компьютере ярлык «ВП_ТОЭ». Выведите на экран компьютера сигналы амперметра А1 и вольтметра V1).
1.1.3. Снимите вольтамперную характеристику германиевого диода включенного в прямом направления. Для этого с помощью регулятора напряжения источника E1 (U3) задавайте значение тока Iпр через диод (амперметр А1) и записывайте значение соответствующего напряжения Uпр (вольтметр V1). Результаты сведите в таблицу 1.
Таблица 1
Iпр, мА |
0 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
2 |
4 |
6 |
Uпр, В |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
10 |
12 |
14 |
|
|
|
|
Примерный вид характеристики приведен на рис. 2.
Рис. 2
По окончании опыта, уменьшите напряжение на диоде до 0 и отключите источник U3.
1.1.4. Замените кремниевый диод 1N… германиевым диодом 2N … и произведите измерения аналогично п. 1.1.2-1.1.3 результаты сведите в таблицу 2
Таблица 1
Iпр, мА |
0 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
2 |
4 |
6 |
Uпр, В |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
10 |
12 |
14 |
|
|
|
|
1.2. Снятие вольтамперных характеристик выпрямительных диодов включенных в обратном направлении.
1.2.1. Соберите схему согласно рис. 3
Рис. 3
(В качестве амперметра используйте мультиметр MY60, минусовой провод подключите к клемме «com», а плюсовой – «А»)
1.2.2. Установите для вольтметра V1 предел 20 В, а для мультиметра – 2 мА. После проверки преподавателем схемы, включите источник E1(U3).
1.2.3. Снимите вольтамперную характеристику диода включенного в обратном направления. Для этого с помощью регулятора напряжения источника E1(U3) задавайте значение напряжения Uобр приложенного к диоду (вольтметр V1) и записывайте значение соответствующего тока Iобр (мультиметр). Результаты сведите в таблицу 2.
Таблица 3
Uобр, В |
0 |
0,1 |
0,5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
Iобр, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примерный вид характеристики приведен на рис. 2.
Рис. 4.
По окончании опыта, уменьшите напряжение на диоде до 0 и отключите источник U3.
1.2.3. Замените кремниевый диод 1N… германиевым диодом 2N … и произведите измерения аналогично п. 1.2.2, результаты сведите в таблицу 4.
Таблица 3
Uобр, В |
0 |
0,1 |
0,5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
Iобр, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Исследование кремниевого стабилитрона.
2.1. Соберите схему согласно рис. 5.
Рис. 5
(В качестве вольтметра V1 используйте мультиметр MY60, минусовой провод подключиы к клемме «com», а плюсовой – «U, ».)
2.2. Установите для вольтметров предел 20 В, для амперметра 20 мА. После проверки преподавателем схемы, включите источник U3.
2.3. Снимите вольтамперную характеристику стабилитрона, для этого изменяйте напряжение источника U3 и записывайте напряжение и ток стабилитрона. Результаты сведите в таблицу 3.
U3, В |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Uст, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iст, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примерный вид характеристики приведен на рис. 6
Рис. 6
По окончании опыта, уменьшите напряжение на диоде до 0 и отключите источник U3.
3. Исследование полупроводникового фоторезистора.
3.1. Соберите схему согласно рис. 7.
Рис. 7
3.2. Установите для амперметра А1 предел 5 мА, а для вольтметра V1 – 5 В. Переведите ручку регулятора напряжения источника U3 в крайнее левое положение. После проверки преподавателем схемы, включите источник U3.
3.3. Снимите зависимость сопротивления фоторезистора в зависимости от освещенности (напряжения на лампе накаливания). Для этого, меняя напряжение на лампе накаливания (и освещенность) записывайте ток фоторезистора Iф. Сопротивление фоторезистора можно определить по формуле
.
Результаты измерений и вычислений сведите в таблицу 4.
U3, В |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
IФ, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
Rф, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примерный вид характеристики приведен на рис. 8
Рис. 8
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТОЭЛЕКТРОННОЙ ПАРЫ