Ііі. Порядок виконання роботи

Підготовка до виконання лабораторно-практичної роботи студентом прово-диться самостійно, але із спостереженням викладача. Вона складається з повторення теоретичного матеріалу, який наводиться в кожній лабораторній роботі в розділі "Короткі теоретичні відомості" і заготовки таблиць для занесення туди результатів вимірів.

Безпосередньо до виконання лабораторно-практичної роботи студент приступає під керівництвом викладача:

• збирає досліджувану схему згідно методичних вказівок до виконання даної роботи;

• під’єднує вимірювальні прилади, генератори та джерела живлення.

Після перевірки викладачем правильності складеної досліджуваної схеми на стенд подається напруга живлення і студент проводить досліджувану роботу. Виконуючи лабораторну роботу, студент повинен провести усі виміри і заповнити таблиці звіту. Після чого вимикається живлення , а з’ємні елементи та з’єднувальні дроти збираються і акуратно складаються скраю стола. Резуль-тати роботи демонструються викладачеві.

Після складання звіту по виконаній роботі (форма подається в кожній лабораторно-практичній роботі) студент представляє його викладачу і захищає свою роботу.

Лабораторна робота

ТЕМА: „Дослідження вольт-амперних характеристик і

параметрів напівпровідникових випрямних діодів”

І. Мета роботи:

• вивчення роботи випрямних напівпровідникових діодів;

• зняття та аналіз вольт-амперних характеристик германієвих (Ge) та кремнієвих (Si) випрямних діодів;

• визначення параметрів напівпровідникових випрямних діодів.

ІІ. Теоретичні пояснення

Напівпровідниковим випрямним діодом називається електронний прилад, в якому використовується одностороння властивість р-n переходу, який має два виводи: анод (А) і катод (К).

Використання властивості односторонньої провідності у випрямному діоді полягає в здатності проводити електричний струм в одному напрямку (так зване пряме включення діода, яке характеризується І пр), і майже не проводити струм в зворотному напрямку (так зване зворотнє включення діода, яке характеризується І зв), оскільки І пр >> І зв.

В залежності від площі р-n переходу розрізняють точкові та площинні напівпровідникові випрямні діоди. Площинні діоди, звичайно використовують-ся для випрямлення змінного струму в сильнострумових колах, а точкові діоди – в слабострумових колах (так звані детекторні діоди). Робота напівпровідни-кового діода визначається вольт-амперною характеристикою (ВАХ). ВАХ має дві гілки: пряма гілка – відповідає провідному стану діода при прямому вклю-ченні; зворотня гілка – відповідає непровідному стану діода при зворотному включенні в електричне коло (рис. 1).

Пряма гілка являє собою залежність І пр = f (U пр) і характеризується нелі-нійністю, малим внутрішнім опором R i пр, і відповідно, великим прямим стру-мом І пр та невеликим спадом напруги Δ U пр.

Зворотня гілка являє собою залежність І зв = f (U зв) і характеризується нелінійністю, великим зворотнім опором R i зв, і відповідно, малим зворотнім струмом І зв.

Рис. 1

Електричні властивості випрямних напівпровідникових діодів характери-зуються наступними параметрами, значення яких звично визначається при нормальній температурі 20° ± 5° С:

• S – крутизна характеристики: ;

• U пр – пряма напруга при заданому струмі І пр ном ;

• І зв – зворотній струм при заданій зворотній напрузі U зв ном ;

• R пр та R зв – прямий та зворотній опори напівпровідникового діода по постійному струму: , ;

• R і пр та R і зв – диференціальний опір (опір діода змінному струму при прямому та зворотному включенні):

та

R і пр – величина, обернена крутизні ВАХ діода: ;

• К випр – коефіцієнт випрямлення діода: К випр

Для визначення параметрів діода використовують характеристичний трикутник, який будують на ВАХ (рис.1), катети трикутника зв’язуються приростами струму Δ І пр (Δ U зв) та напруги Δ U пр (Δ U зв) у відповідних масштабах. Аналогічно визначають кру­тизну характеристики S і диференці-йний опір R і. Опір по постійному струму характери­зує опір в точці ВАХ.