1. Выпрямительные диоды
1.1. Эффект p-n перехода в диодах
1.1.1. Общие сведения
Двухэлектродный полупроводниковый элемент - диод содержит n - и p проводящий слои (рис. 1.1.1). В n-проводящем слое в качестве свободных
Рис. 1.1.1
носителей заряда преобладают электроны, а в р-проводящем слое - дырки. Существующий между этими слоями p-n переход имеет внутренний потенциальный барьер, препятствующий соединению свободных носителей заряда. Таким образом, диод блокирован.
Путем прикладывания внешнего напряжения эффект блокирования можно увеличить или уменьшить. Полупроводниковый диод проводит ток в одном направлении и не проводит в другом.
1.1.2. Экспериментальная часть Задание
Исследуйте влияние p-n перехода выпрямительного диода на ток в нем в зависимости от величины и полярности приложенного напряжения.
Порядок выполнения эксперимента
• К диоду (рис. 1.1.2) при полярности 1 приложите прямое напряжение
Рис. 1.1.2
постоянного тока Uпр, величины которого указаны в табл. 1.1.1, Измерьте с помощью мультиметра соответствующие токи IПР и их значения занесите в таблицу. Используйте при этом схему измерения с токовой погрешностью.
Таблица 1.1.1
UПР, в |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
Iпр, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• Затем измените полярность диода (полярность 2) и повторите эксперимент при величинах обратных напряжений, указанных в табл. 1.1.2. Для выполнения этого
Таблица 1.1.2
uобр, В |
0 |
2,5 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
Iобр, мкА |
|
|
|
|
|
|
|
|
делитель напряжения RV/R следует убрать и подводить напряжение непосредственно от источника питания, используя схему измерения с погрешностью по напряжению. Точные измерения обратного тока iОБР возможны только с помощью высокочувствительного мультиметра.
• Перенесите измеренные данные из таблиц на график (рис. 1.1.3) и постройте вольт-амперную характеристику диода.
Рис.1.1.3
Вопрос: Как называется напряжение, при котором диод становится
проводящим?
Ответ:....................
1.2. Полупроводниковый однополупериодный выпрямитель
1.2.1. Общие сведения
В цепи с полупроводниковым диодом (рис. 1.2.1) установившийся ток
Рис. 1.2.1
может протекать только при определенной полярности приложенного к диоду напряжения. При изменении полярности напряжения диод запирается и ток прекращается. В цепи переменного (синусоидального) напряжения ток протекает только в течение той полуволны, когда диод отперт. Полуволна другой полярности подавляется. В результате в цепи имеет место ток одного направления.