ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Факультет заочного обучения
Лабораторная работа №1
Тема: «Исследование статических характеристик и параметров полупроводниковых диодов»
по физическим основам электроники (наименование дисциплины)
выполнил студент 2 курса специальности МТС
Асташов Евгений Юрьевич (фамилия, имя, отчество)
Студенческий билет № 7613002 группа ЗМ – 31
Проверил доцент Фадеева Наталья Евгеньевна
« » 2015 г. Преподаватель (подпись разборчиво)
Новосибирск 2015
Лабораторная работа 1
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
И параметров полупроводниковых диодов
Цель работы
Изучить устройство полупроводникового диода, физические процессы, происходящие в нем, характеристики, параметры, а также типы и применение полупроводниковых диодов.
4 Схема исследования
На рисунках 1.1 и 1.2 приведены схемы для снятия вольтамперных характеристик диода. Необходимость использования двух схем для снятия прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики вызвана тем, что напряжение на диоде при прямом включении значительно меньше, чем при обратном. Поэтому используются разные источники напряжения G1 и G2 для снятия прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики. Для ограничения резкого изменения тока последовательно с источниками включен резистор R1.
Рис. 1.1. Схема для исследования вольт-амперных характеристик диодов при прямом включении
Рис. 1.2. Схема для исследования вольт-амперных характеристик диодов при обратном включении
Отличие схем состоит также в том, что в первой схеме вольтметр подключен параллельно диоду, а во второй - источнику. Подключать вольтметр непосредственно к диоду во второй схеме не следует, так как ток, протекающий через вольтметр, соизмерим с обратным током диода и микроамперметр будет показывать сумму токов диода и вольтметра, давая большую погрешность.
Пределы измерения приборов следует выбирать с учетом максимально допустимых параметров исследуемых диодов.
На рисунке 1.3 приведена схема исследования диода на переменном токе. Источником переменного тока является генератор G, в качестве которого используется генератор Г3-111 или подобный. Форму подводимого напряжения, напряжения на диоде и на нагрузке наблюдают с помощью осциллографа.
Рис. 1.3. Схема для исследования однополупериодного выпрямителя
Задание к работе в лаборатории.
5.1. Выписать из справочника максимально допустимые параметры диодов IПР МАКС, UОБР МАКС, исследуемых в лаборатории, и занести их в таблицы 1 и 2, а также параметры стабилитрона UСТ и IСТ МАКС , которые следует занести в таблицу 3.
5.2. Собрать схему для снятия вольтамперных характеристик диодов при прямом включении (рисунок 1.1). Пределы приборов рV1- в зависимости от типа диодов установить 0,51 B, а pA1 - чтобы не превышал 0,5 IПР МАКС.
5.3. Последовательно снять вольтамперные характеристики предложенных диодов.
Таблица 1а. Диод ... (Ge) IПР МАКС=9 мА
-
UПР, В
0,1
0,14
0,16
0,2
0,24
0,26
0.27
IПР, мА
0,4
0,8
1,4
3,25
6
9
10
Таблица 1б. Диод ... (Si) IПР МАКС=9 мА
-
UПР, В
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,74
IПР, мА
0,2
0,4
0,6
7
9
10
10
9
Ge Si
8
7
6
5
4
3
2
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0,4 0,3 0,2 0,1 0
Si 0,01
0,02
Ge 0,03
0,04
8
6 4 2 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
VD
0,9
5.4. Собрать схему для снятия вольтамперных характеристик диодов при обратном включении (рисунок 1.2). Предел миллиамперметра pA1 установить 0,1 мА, а вольтметра pV1 - чтобы не превышал 0,5UОБР МАКС, но не более 50 В.
5.5. Снять вольтамперные характеристики германиевого и кремниевого диодов, результаты измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2а. Диод .. (Ge) . UОБР МАКС= 1 В
-
UОБР, В
0,05
0,1
0,2
0,4
1
IОБР, мкА
0,01
0,02
0,026
0,028
0,029
Таблица 2б. Диод ... ... (Si) UОБР МАКС=10В
-
UОБР, В
0,05
0,2
0,3
0,4
1
IОБР, мкА
0,002
0.006
0,007
0,009
0,012
5.6. Снять вольтамперную характеристику кремниевого стабилитрона. Для этого предел миллиамперметра pA1 установить 20-50 мА. Результаты занести в таблицу 3. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица 3. Стабилитрон ... UСТ=6.8 В, IСТ МАКС=1 мА
-
UОБР, В
4
5
5,6
6
6,8
IОБР, мА
0,02
0,06
0,1
0,3
1
5.7. Исследовать германиевый диод на переменном токе. Для этого собрать схему (рисунок 1.3).
5.8. Зарисовать осциллограммы:
а) подводимого переменного напряжения от генератора U(t),
б) напряжения на диоде UD(t),
в) напряжения на нагрузке UR(t).