Лабораторна робота №3

1. Завдання

Тема: Дослідження напівпровідникового стабілітрона.

Мета: Ознайомитися з принципом роботи напівпровілникового стабілітрона. Експерементально дослідити вольт-амперні характеристики різних типів напівпровідникових стабілітронів.

2. Короткі теоретичні відомості

Напівпровідниковий стабілітрон – це напівпровідниковий діод, на виводах якого напруга залишається майже постійною при зміні в деяких межах величини електричного струму, що протікає в ньому. Робоча ділянка вольтамперної характеристики с. знаходиться у вузькій області зворотної напруги, відповідної електричному пробою його р—n-переходу.

Діод Зенера (стабілітрон) — різновид діодів, що в режимі прямих напруг, проводять струм як звичайні діоди, а при зворотній напрузі — струм різко зростає тільки в області напруг близьких до пробою («зенерівська напруга»). Прилад отримав назву на честь імені його першовідкривача Кларенса Зенера.

В основі роботи стабілітрона лежать два механізми:

1. Лавинний пробій p-n переходу;

2. Тунельний пробій p-n переходу, також відомий під назвою ефект Зенера;

Незважаючи на схожі наслідки, ці два фізичні механізми принципово відрізняються один від одного. Як правило, домінує один із механізмів пробою. В діодах Зенера, до напруги 5,6 В домінує тунельний пробій, а при вищих напругах — домінуючим стає лавинний пробій (із позитивним температурним коефіцієнтом .При напрузі рівній 5,6 В обидва механізми врівноважуються, і тому вибір такої напруги є оптимальним для пристроїв з широким температурним діапазоном використання.

Рисунок 1.1 – Зображення діода Зенера на електричних принципових схемах.

3. Хід роботи

1)у програмі Multisim зібрати схему, зображену на рис. 3.1, що використовується для дослідження прямої гілки ВАХ діода. Тип діоду використовувати згідно варіанту за таблицею 3.1;

Таблиця 3.1 – Типи діодів відповідно до варіантів

№ варіанту	0, 1	2, 3	4, 5	6, 7	8, 9
Тип діоду	1N4461	1N4470	1N4488	1N4729A	1N5221B

а)

б)

Рисунок 3.1 – Схеми для дослідження прямої (а) та зворотної (б) гілки ВАХ стабілітрона.

2) змінюючи напругу джерела живлення змінним резистором (або змінюючи значення напруги живлення), зніміть залежність струму стабілітрона (I_ст) від напруги стабілітрона (U_ст) (пряма гілка). Виміряні значення занести до таблиці 3.2.( не менше 10 вимірювань);

Таблиця 3.2 – Результати вимірів прямої гілки ВАХ стабілітрона.

№ вимірювання	1	2	3	4	…	10
Uст, В
Iст, мА

3) змініть полярність напруги живлення схеми (стабілітрон буде включений у зворотному напрямку) та визначте залежність струму стабілітрона (I_ст) від напруги стабілітрона (U_ст) (зворотна гілка.). Виміряні значення занести до таблиці 3.3.( не менше 10 вимірювань);

Таблиця 3.3 – Результати вимірів зворотної гілки ВАХ стабілітрона.

№ вимірювання	1	2	3	4	…	10
Uст, В
Iст, мА

4) аналогічні дії виконати для заданих варіантом стабілітронів;

5) за результатами вимірювань побудуйте графіки прямої і зворотної гілки вольт-амперної характеристики стабілітронів;

6) зробити висновки.