Ііі. Прилади та обладнання

• Змінна панель 17Л-03\11;

• ГТ – джерело постійного струму;

• ГН4 – джерело постійної напруги;

• АВ1, АВ2 – ампервольтметри;

• досліджувані елементи VD1 = Д9, VD2 = КД103, VD3 = Д220.

IV. Порядок виконання роботи

1. Зібрати електричну схему дослідження прямої гілки ВАХ напівпровідни-кового діода згідно рис. 2:

Рис. 2

2. З’єднати точки "+х1" та "х2" на змінній панелі з відповідними точками "+" і "–" на блоці ГТ.

3. Встановити на блоці АВ1 перемикач "АВ1-АВ0'' в положення "АВ1", а перемикач границь виміру – в положення "1 В".

4. З’єднати точки "+х5" та "х6" на змінній панелі з відповідними точками "+" і "–" на блоці АВ1.

5. Встановити на блоці АВ2 перемикач "АВ2-МВА" в положення "АВ2", а перемикач границь виміру – в положення "1 mА".

6. З’єднати точки "+х3" та "х4" на змінній панелі з відповідними точками "+" і "–" на блоці АВ2.

7. Встановити ручку потенціометра в крайнє ліве положення на блоці ГТ.

8. Встановити досліджуваний діод в гніздо "х7" та "х8" на змінній панелі.

9. Перевірити правильність зібраної схеми і показати керівнику.

10. Включити живлення стенду.

11. Зняти залежність прямої гілки діода І пр = f (U пр): плавно змінюючи струм І пр в колі діода, ручкою потенціометра на блоці ГТ від 0 до 10 mА (значення струму І пр наведені в табл.1) зняти значення U np по АВ1.

ПРИМІТКА: при встановленні струму І пр від 1 до 10 mA перемикач границь виміру струму перевести в положення "10 mА" на блоці АВ2.

12. Результати дослідження напівпровідникового діода занести в табл.1.

І пр = f (U пр)

Табл.1

Д 9	І пр, mА	0	0,02	0,04	0,06	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	1	2	5	10
	U np , В
Д 220	І пр, mА	0	0,02	0,04	0,06	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	1	2	5	10
	U np , В
КД 103	І пр, mА	0	0,02	0,04	0,06	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	1	2	5	10
	U np , В

13. Виключити живлення стенду.

14. Зібрати схему для дослідження зворотної гілки напівпровідникових діодів рис. 3:

Рис. 3

15. З’єднати точки "+х11" та "х12" на змінній панелі з відповідними точками "+" і "–" на блоці ГН4.

16. Встановити па блоці "Изм Ч "тумблер в положення "f гс", а перемикач границь виміру U_3B – в положення "ГН4 100 В".

17. З’єднати точки "+х7" та "х8" на змінній панелі з відповідними точками "–" і "+" на блоці АВ2, а перемикач границь виміру І зв – в положення "1 mA".

18. Вставити в досліджувану ланку відповідний діод.

19. Перевірити правильність зібраної схеми і показати керівнику роботи.

20. Включити живлення стенду.

21. Зняти залежність зворотної гілки ВАХ І зв = f (U зв): плавно змінюючи напругу U зв на діоді ручкою потенціометра на блоці ГН4 від 0 до 80 В (значення напруги U зв наведено в табл. 2).

ПРИМІТКА: при виставленні наруги U зв слідкуйте, щоб прилад виміру І зв не зашкалював на блоці АВ2.

22. Результати вимірювань занести в табл. 2.

І зв = f (U зв)

Табл. 2

Д 9	U зв , В	0	10	20	30	40	50	60	70	80
	І зв, мА (мкА)
Д 220	U зв , В	0	10	20	30	40	50	60	70	80
	І зв, мА (мкА)
КД 103	U зв , В	0	10	20	30	40	50	60	70	80
	І зв, мА (мкА)

23. Виключити живлення стенду .розібрати досліджувану схему і акуратно скласти елементи та перемикачі на столі.

V. Контрольні питання

1. Що називається основними і неосновними носіями зарядів у напівпровідни-ку n і р-типу?

2. Що таке електронно-дірковий перехід?

3. Як змінюється прямий струм І пр із зміною прямої напруги U пр?

4. Як змінюється зворотній струм І зв із зміною зворотної напруги U зв?

5. Які параметри діода ви знаєте?

6. Де використовуються випрямні напівпровідникові діоди?

Лабораторна робота

ТЕМА: „Дослідження вольт-амперних характеристик

і параметрів стабілітронів”

І. Мета роботи:

• вивчення роботи кремнієвих стабілітронів;

• зняття та аналіз вольт-амперних характеристик кремнієвих стабілітронів;

• визначення параметрів досліджуваних стабілітронів.

ІІ. Теоретичні пояснення

Напівпровідниковим стабілітроном називається кремнієвий діод, який працює в режимі електричного пробою р-n переходу і призначений для стабілізації напруги при змі­ні протікаючого через нього струму в заданому діапазоні.

Виготовлення стабілітронів із кремнію пояснюється малим значенням і слабкою за­лежністю від температури їх зворотного струму. Оскільки елект-ричний пробій має місце у стабілітроні при зворотній напрузі U_зв, дана напруга називається робочою напругою стабі­літрона.

Р обота кремнієвого стабілітрона пояснюється його вольт-амперною харак-теристи­кою (ВАХ), яка зображена на рис. 1. У стабілітроні використовується тільки зворотна гілка ВАХ р-n переходу напівпровідникового діода. Робочою ділянкою стабілітрона є ділянка АВ – це частина гілки ВАХ, яка відповідає електричному лавинному пробою і обмежена мінімальним та максимальним струмами І _{ст max} та І _{ст min}. Лавинний електричний пробій обумовлюється явищем ударної іонізації, яке супроводжується лавинним розмноженням носіїв заряду в р-п переході при дії зворотної напруги і, відповідно, різким зменшенням опору р-n переходу.

Рис. 1

Основними параметрами стабілітрона є:

1. U _{ст ном} – номінальна напруга стабілізації, тобто середня напруга стабілізації стабілітрона при t = 20 °С та заданому струмові стабілізації І _{ст ном} ;

2. ΔU_ст – розкид напруги стабілізації – це інтервал напруг, в межах якого знаходиться напруга U _{ст ном} даного типу стабілітрона;

3. R_{і ст} – диференційний опір стабілітрона: ;

4. α_ст – температурний коефіцієнт напруги стабілізації U_ст, який показує на скільки відсотків змінюється U_ст при зміні температури навколишнього середовища на 1 °С: % ;

5. І _{ст min} – мінімально допустимий струм стабілізації – це найменший струм через стабілітрон, при якому U _ст знаходиться в заданих межах;

6. І _{ст mах} – максимально допустимий струм стабілізації – це найбільший струм, при якому прилад зберігає працездатність тривалий час;

7. Р_mах – максимально допустима потужність розсіювання, при якій на р-п переході не виникає тепловий пробій.