2. Напівпровідникові діоди

Код завдання: літера Д – діод, цифра – номер даних.

Завдання. 1) Розрахувати вольт-амперні характеристики випрямного діоду за

заданими параметрами (табл. 2.1).

2) Накреслити та розрахувати схему випрямляча напруги на діодах,

якщо задані типи діодів і значення струму навантаження І_Н

та напруги U_Н (табл. 2.1).

Рис. 2.1. Схема заміщення діода та ВАХ

де I – струм ЕДП;

І₀ – зворотній тепловий струм ЕДП;

U_пер – напруга на ідеальному ЕДП;

U_Д – напруга на діоді;

R₁ – прямий опір діода (1-10 Ом);

R₂ – зворотній опір діода (1-50 МОм)

– температурний потенціал ЕДП (при Т=25ºС = 0,026В);

m – коефіцієнт неідеальності ЕДП.

Рис. 2.2. Математична модель діода

Таблиця 2.1.

Параметри моделі	Варіанти
	Д1	Д2	Д3	Д4	Д5	Д6	Д7
Іо, нА	21,6	4	0,58	6,2	0,81	0,57	0,3
ІЗВ макс, нА	50	12	4	27	1,4	0,9	0,7
UЗВ макс, В	250	200	300	400	350	30	50
R1, Ом	1,83	1,26	8,15	0,2	0,75	2,3	1,6
R2, МОм	1	10	20	25	30	40	50
m	1,28	1,56	1,15	1,23	1,25	1,1	1,2
Іпр макс, мА	100	500	10	700	120	22	85
Тип діода	Д237	Д2291	Д245	Д248	КД202А	КД512	КД203Б
ІН , А	3	3,2	5,1	5,5	4,5	3,6	9,3
UН, В	1000	900	800	850	1200	960	1100

Виконати:

1. Розрахунок ВАХ діода:

– для гілки прямого струму – U > 0, від 0 до U_{пр макс ,} яку знайти для

струму І = І_{пр макс} ;

– для гілки зворотного струму – U < 0, від 0 до -U_{ЗВ макс} і струму

І = І_{ЗВ макс.}

2. Результати розрахунку представити в табличній формі.

У випадку розрахунку за програмою дати приклад ручного розрахунку прямого і зворотного струму (для одної точки на гілках).

3. Побудувати ВАХ.

4. Розрахувати прямий і зворотній опір діода на лінійних ділянках ВАХ.

5. Визначити із довідника тип діода за ВАХ і параметрами, близькими до розрахованих.

6. Накреслити схему випрямляча на заданому діоді, якщо задані струм навантаження І_Н та напруга U_Н.

В звіті представити:

– формулювання завдання;

– вихідні данні запропонованого завдання;

– принципову схему моделі і пояснення призначення її елементів;

– рівняння для розрахунку;

– приклади розрахунку для точок прямої і зворотної гілки;

– результати розрахунку ВАХ (в табличній формі);

– графіки ВАХ (на мм папері);

– пояснити маркування діода;

– схему випрямляча;

– висновки.

В висновках:

1. Пояснити явища інжекції та екстракції.

2. Порівняти опір прямої та зворотної гілки діода. Пояснити, чим

обумовлена властивість однобічної провідності ЕДП.

3. Розшифрувати позначення діода.

4. Пояснити роботу випрямляча.