Лабораторні роботи з курсу «Комп'ютерна схемотехніка та архітектура комп'ютерів»

№		Тема роботи
1.		«Системні плата комп'ютера. Призначення модулів »
2.		«BIOS. Базова система введення-виведення »
3.		«Файлова система. Структура сектора жорсткого диска »
4.	«Структура жорстких дисків. Діагностика помилок на прикладі HDD Scan »
5.	«Оперативна пам'ять. Тестування оперативної пам'яті за допомогою програми MemTest86 + »
6.	«Розрахунок охолодження CPU»
7.	«Архітектура відеоадаптерів. Розрахунок параметрів відеоадаптерів »
8.	«Звукові карти»
9.	«Модем. Види модуляції »
10.	Напівпровідникові прилади: діод, стабілітрон і тиристор»
11.	«Біполярні та польові транзистори»
12.	«Розрахунок параметрів польового транзистора з керуючим р-n переходом»
13.	«Вивчення логічних елементів електронних схем комп’ютерів»
14.	«Експериментальні дослідження комбінаційних схем у програмах Electronics Workbench та Multisim»
15.	«Експериментальні дослідження дешифраторів та мультиплексорів у програмах Electronics Workbench та Multisim»
16.	«Експериментальні дослідження тригерів у програмах Electronics Workbench та Multisim»
17.	«Лічильники імпульсів»
18.	«Регістри»
19.	«Підключення зовнішньої пам'яті до мікроконтролера Intel 8051 і її тестування»
20.	«Організація заданих інтервалів часу на базі мікроконтролера Intel 8051»
21.	«Основи організації послідовного порту»
22.	«Вивчення Принципів роботи цифроаналогових перетворювачів»
23.	«Вивчення принципів роботи аналого-цифрових перетворювачів»
24.	«Дослідження широтно-імпульсної модуляції, реалізованої мікроконтролером МК-52»
25.	«Оптоелектронні прилади та пристрої»

Лабораторна робота № 9

Тема: «Модем. Види модуляції »

Мета роботи: Вивчення архітектури сучасних модемів. Розрахунок параметрів модема. Вивчення видів модуляції.

Пристрій, призначений для обміну інформацією між віддаленими комп'ютерами, прийнято називати модемом (Модулятор + ДЕМодулятор). При цьому під каналом зв'язку розуміють: фізичні лінії (провідні, кабельні, радіо тощо), спосіб їх використання (комутовані або виділені) і спосіб передачі даних. Цифрові сигнали, що надходять в модем з комп'ютера, перетворяться в ньому шляхом модуляції відповідно до обраним стандартом і направляються в телефонну лінію. Модем-приймач провайдера, що розуміє даний протокол, здійснює демодуляцию отриманого сигналу і пересилає відновлені цифрові дані у свій комп'ютер.

Види модуляції.

Частотна модуляція. Коли нулі передаються сигналом однієї частоти, а одиниці іншого - ми маємо справу з частотною модуляцією (ЧМ). Реалізація частотної модуляції проста і надійна, але в силу обмеженості смуги пропускання телефонного каналу має природний межа (фактично 300 Гц - 3400 Гц). При використанні частотної модуляції модеми здатні працювати на швидкості 1200-1500 біт в секунду, що дуже не багато. Тим не менш, цей вид модуляції був закріплений за стандартом V.21 і застосовується сьогодні - цим способом модуляції підтримується первісний обмін характеристиками і параметрами між двома модемами при встановленні з'єднання.

Амплітудна модуляція. Якщо нулі передаються сигналами однієї гучності, а одиниці - інший, то це амплітудна модуляція (АМ). Надійність передачі сигналу при АМ мала, тому в сучасних модемах її поєднують з фазовою модуляцією для передачі більшої кількості інформації в одному періоді сигналу.

Фазова і фазоразностной модуляція. Метод фазової модуляції заснований на можливості виявлення, вимірювання та використання фазового зсуву між двома гармонійними (синусоїдальними) сигналами. Цей вид модуляції надійний і дозволяє впевнено виділяти корисні дані на тлі шуму. За допомогою ФМ в одному періоді сигналу можна закодувати кілька біт інформації:

Сдвиг	0º	90º	180º	270º
Значення	'00'	'01'	'10'	'11'

Візуальним способом представлення методу ФМ є фазові діаграми:

Точки на фазовій діаграмі називаються точками стану. Важливо відзначити, що за допомогою математичних методів вдається в одному періоді сигналу закодувати не три-чотири, я вісім, десять, дванадцять і більше біт даних.

Амплітудно-фазова модуляція. Мета АФМ - створити на фазовій діаграмі якомога більше точок стану і притому зробити їх віддаленими одне від одного. Важливо, що не всі можливі точки стану є дозволеними. У сучасних реалізаціях протокол модуляції надає право модемів самим домовитися, які точки вважати дозволеними (величина можливих точок стану досягає 128, 256 і більше)

У сучасних модемах використовується ґратчаста модуляція. Цей вид модуляції розглядається з використанням особливих діаграм стану і часто називають квадратурно-амплітудної модуляцією. Залежно від числа точок станів розрізняють: КАМ-4, КАМ-8, КАМ-16 і т.д.

Схема модулятора і сигнальна діаграма КАМ-4

Чим більше точок стану, тим більше бітів можна посадити на один бод1 і тим вище інформаційна швидкість модему. Метод збільшення кількості точок стану на діаграмі КАМ називається гратчастим кодуванням, або трелліс-кодуванням. Принцип роботи: спочатку використовується велика діаграма стану, що дозволяє передати більше біт даних. В результаті точки стану лягають так близько, що помилка неминуча. Однак не всі точки стану є дозволеними. Інформація про те, які точки стану дозволені, і передаються в цих додаткових бітах. На перший погляд наш виграш не великий: з одного боку ми збільшили число представимо станів, а з іншого використовуємо службові біти, які треба кодувати і передавати. Дійсно, на якісних лініях зв'язку виграшу від таких перетворень немає (мало шуму), але в реальних умовах виграш є і притому досить відчутний. Трелліс-кодування було введено в модемах, що працюють по протоколах V.32 і V.32 bis, що дозволило довести інформаційну швидкість до 14 400 б / c працюючи на бодовой швидкості 2400 бод.

КАМ-16

Стандарти та протоколи.

Питаннями комп'ютерної зв'язку з використання телефонних мереж просвещена серія протоколів "V". Протоколи розглядаються в чотирьох категоріях:

протоколи взаємодії

протоколи модуляції

протоколи корекції помилок

протоколи стиснення даних

Протоколи взаємодії описують порядок взаємодії модемів між собою. На сьогоднішній день останнім протоколом взаємодії є V.8.

Протоколи модуляції визначають принцип модуляції, що використовується в модемах. До найбільш ранніх протоколах модуляції відноситься протокол V.21, що використовує частотну модуляцію. Даний протокол також підтримує дуплексний режим роботи модемів, тобто модем може відправляти і приймати дані одночасно. Протокол V.22 ввів принципи фазової модуляції, що свого часу підвищило продуктивність модемів до 1200 біт / c. Даний протокол так само двобічний. У протоколі V.22 bis вперше був використаний метод квадратурно-амплітудної модуляції, що дозволило збільшити кількість точок в діаграмі станів.

До модемів середньої продуктивності відносяться аналогові модеми з інформаційної швидкістю від 4800 до 9600 біт / c. Першим таким протоколом став V.32, впроваджений в галузь в 80-х роках вже минулого століття. Модеми з протоколом V.32 - дуплексні, технологія модуляції в цих приладах КАМ-16 або TCM-32 (решітчаста з трелліс-кодуванням). На початку 90-х років на основі V.32 був веден протокол V.32 bis. Його основна відмінність від свого прабатька в максимальної інформаційної швидкості 14 400 біт / c замість 9600 біт / с, а також у розширеній 128-позиційної діаграмі станів з кодуванням 7 біт на точку з яких 6 біт є інформаційними, а 7 - додатковим.

До аналоговим модемів високої продуктивності відносяться пристрої, що забезпечують інформаційну швидкість 14400 біт / c до 33600 біт / c. Ці модеми працюють відповідно до протоколів V.34 і V.34 bis. Зауважу, що з використанням даних протоколів аналогові модеми підійшли впритул до теоретичної межі пропускної здатності для телефонних ліній, передбаченою Клодом Шенноном у своїй знаменитій теоремі (1948 р). Але розвиток протоколів модемного зв'язку на цьому не зупинився. V.90: несиметричний, "полуціфровой" швидкісний протокол, що дозволяє підняти швидкість передачі в одну сторону до 56 кбіт / с. Стандарту передували протоколи x2 (USR / 3COM) і k56flex (Rockwell / Lucent). Дана група протоколів відома також під назвами V.PCM і 56k. Протоколи 56k реалізуються тільки на несиметричних лініях, коли з одного боку встановлюється блок прямого сполучення ("цифровий модем") з підключенням до цифрового каналу T1 / E1, ISDN та ін., А з іншого - аналоговий модем з підтримкою V.90. При такому з'єднанні сигнал з боку цифрового каналу більшу частину відстані передається в незмінній цифровій формі, і тільки від абонентського комплекту до звичайного модему - в аналоговій. Оскільки перетворення з цифрової форми в аналогову пов'язане з меншими втратами інформації, ніж назад, гранична пропускна здатність цифрового каналу (64 кбіт / с) знижується тільки до 56 кбіт / с (реально зазвичай до 45-53 кбіт / с). У зворотний бік граничної є швидкість 33.6 кбіт / с.

Протоколи стиснення даних і корекції помилок є невід'ємною частиною сучасних модемів. Стиснення даних відбувається за рахунок виключення послідовностей часто повторюваних символів і заміни їх на код символу і коефіцієнт повтору. Інший метод стиснення полягає в кодуванні часто зустрічаються символів коротшими послідовностями бітів. Функції корекції помилок можуть бути активними і пасивними. При пасивної корекції дані передаються групами. Кожна група супроводжується контрольною сумою (КС) даних. Коли модем закінчує прийом кадру (тобто групи даних) він обчислює його КС і звіряє з еталоном. При різних КР робиться запит на повторну передачу всього кадру. При активної корекції запит на повтор кадру може бути посланий чи ні, в залежності від результату обчислення за спеціальними математичним методам на основі вмісту кадру. Разом з кадром доставляється спеціальний надлишковий код, за яким існує можливість відновлення початкового кадру при не зовсім коректною передачі. І знову, після відновлення, якщо КС дорівнює еталону, то повторної передачі не відбувається.

Принципи організації послуги ADSL

Послуга ADSL (Рис. 1) організовується за допомогою модему ADSL, і стійки модемів ADSL, званої DSL Access Module. Практично всі DSLAM оснащуються портом Ethernet 10Base-T. Це дозволяє використовувати на вузлах доступу звичайні концентратори, комутатори і маршрутизатори.

На ділянці між ADSL модемом і DSLAM функціонують три потоки: високошвидкісний потік до абонента, двонаправлений службовий і мовної канал в стандартному діапазоні частот каналу ТЧ (0,3-3,4 Кгц). Частотні роздільники (POTS Splitter) виділяють телефонний потік, і направляють його до звичайного телефонного апарату. Така схема дозволяє розмовляти по телефону одночасно з передачею інформації та користуватися телефонним зв'язком у разі несправності устаткування ADSL. Конструктивно телефонний роздільник являє собою частотний фільтр, який може бути як інтегрований в модем ADSL, так і бути самостійним пристроєм.

Згідно з теоремою Шеннона, неможливо з допомогою модемів досягти швидкостей вище 33,6 Кбіт / с в мовному спектрі. У ADSL технології цифрова інформація передається поза діапазону частот стандартного каналу ТЧ. Це призведе до того, що фільтри, встановлені на телефонної станції відсічуть частоту вище 4 кГц, тому необхідно на кожній телефонної станції встановити обладнання доступу до територіально-розподіленим мереж (комутатор або маршрутизатор). Передача до абонента здійснюється на швидкостях від 1,5 до 6,1 Мбіт / с, швидкість службового каналу становить від 15 до 640 Кбіт / с. Кожен канал може бути розділений на декілька логічних низькошвидкісних каналів. Швидкості, надані модемами ADSL кратні швидкостям цифрових каналів T1, E1. У мінімальній конфігурації передача ведеться на швидкості 1,5 або 2,0 Мбіт / с. В принципі, сьогодні існують пристрої, що передають дані зі швидкістю до 8 Мбіт / с, проте в стандартах така швидкість не визначена.

Швидкість модемів ADSL залежно від числа каналів Максимально можлива швидкість лінії залежить від ряду факторів, що включають довжину лінії і товщину телефонного кабелю. Характеристики лінії погіршуються зі збільшенням його довжини і зменшенні перетину дроту. У таблиці показані кілька варіантів залежності швидкості від параметрів лінії.

ADSL-модем являє собою пристрій, побудоване на базі цифрового сигнального процесора (ЦСП або DSP), аналогічне застосовуваному в звичайних модемах. У загальному випадку, вся пропускна здатність лінії ділиться на дві ділянки. Перший ділянка призначена для передачі голосу, і знаходиться в діапазоні 0,3-3,4 КГц. Діапазон сигналу для передачі даних лежить в межах від 4 Кгц до 1 Мгц. Фізичні параметри більшості ліній не дозволяють передавати дані з частотою понад 1 МГц. На жаль не всі існуючі телефонні лінії (особливо великої протяжності), мають навіть такі характеристики, тому доводиться зменшувати смугу пропускання, що тягне за собою зменшення швидкості передачі.

Для створення цих потоків використовуються два методи: метод з частотним поділом і ехокомпенсація

Рис. Схеми поділу потоків в смузі пропускання частот телефонної лінії

Метод з частотним поділом полягає в тому, що кожному з потоків виділяється своя смуга пропускання частот. Високошвидкісний потік може розділятися на один або більше низькошвидкісних потоків. Передача цих потоків здійснюється методом "дискретної многотональной модуляції" (DMT).

Метод відлуння компенсації полягає в тому, що діапазони високошвидкісного і службового потоків накладаються один на одного. Поділ потоків здійснюється за допомогою диференціальної системи, вбудованої в модем. Цей спосіб використовується в роботі сучасних модемів V.32 і V.34. Високошвидкісний потік може розділятися на один або більше низькошвидкісних потоків Передача цих потоків здійснюється методом "дискретної многотональной модуляції" (DMT).

При передачі безлічі потоків відбувається поділ кожного з них на блоки. Кожен блок постачається кодом виправлення помилок (ECC).

Принципове пристрій модема.

Модеми, які мають повної автономної функціональністю, складаються з декількох основних блоків, іноді реалізуються в окремих мікросхемах: адаптер порту DTE - DCE інтерфейсу, адаптер порту канального інтерфейсу, універсальний процесор (PU), цифровий сигнальний процесор (DSP), модемний процесор, постійний запам'ятовуючий пристрій , оперативний пристрій, схема індикації стану модему. Розглянемо зазначені модулі більш докладно:

Порт інтерфейсу DTE-DCE забезпечує взаємодію модему з комп'ютером. Якщо модем внутрішній, замість інтерфейсу DTE-DCE часто застосовують інтерфейс ISA або PCI.

Порт канального інтерфейсу забезпечує узгодження електричних параметрів з використовуваним каналом зв'язку.

Універсальний процесор управляє взаємодією з комп'ютером і визначає порядок роботи схем індикації стану модему. Саме він виконує посилаються з комп'ютера АТ-команди і є центром управління режимами роботи інших складових частин модему.

Модеми мають свою ROM і RAM пам'ять. Перша використовується для постійного зберігання програмного забезпечення модему, друга використовується для тимчасового зберігання даних і виконання проміжних обчислень як універсальним, так і цифровим сигнальним процесором.

На цифровий сигнальний процесор (DSP) покладають завдання з реалізації основних функцій протоколів модуляції (кодування, відносне кодування, скремблювання) за винятком власне операцій модуляції / демодуляції, які виконуються спеціальним модемним процессором.В останні роки з'явилися і набули широкого поширення модеми, що не володіють повною автономної функціональністю. Головним чином цей внутрішні модеми з шиною PCI. Дані модеми діляться на три групи: Перша група модемів не має у своєму складі універсального процесора і схеми управління інтерфейсами і каналами (контролера). Ці функції покладені на ЦП комп'ютера. Весь необхідний програмний код міститься в драйвері пристрою Другу групу модемів утворюють "софт-модеми" або Winmodem. На цих пристроях відсутній на тільки контролер, але і DSP, чиї функції також покладено на ЦП комп'ютера. До третьої групи належать модеми з інтерфейсом AMR або CNR. Вони несуть на "борту" тільки роз'єми і мікросхему ЦАП-АЦП. Все інше покладено на комп'ютерну систему. Фактори, що впливають на ефективність роботи модему для аналогових ліній:

якість ліній зв'язку

функціональність використовуваного набору спеціалізованих мікросхем

ефективність реалізації функцій спеціалізованого набору в конкретній моделі

якість програмного забезпечення, закладеного в ПЗУ, реалізованого в драйверах і в операційній системі.

Рис. 1 - Пристрій сучасного модему

Модем складається з адаптерів портів канального і DTE-DCE інтерфейсів; універсального (PU), сигнального (DSP) і модемного процесорів; постійного (ПЗУ, ROM), постійного енергонезалежного перепрограмувальний (ППЗУ, ERPROM) оперативного (ОЗУ, RAM) запам'ятовуючих пристроїв і схеми індикаторів стану модему.

Порт інтерфейсу DTE-DCE забезпечує взаємодію з DTE. Можливі варіанти реалізації інтерфейсу DTE - DCE докладно розглядаються в розділі 3.1. Якщо модем внутрішній, замість інтерфейсів DTE-DCE може застосовуватися інтерфейс внутрішньої шини комп'ютера ISA. Порт канального інтерфейсу забезпечує узгодження електричних параметрів з використовуваним каналом зв'язку. Канал може бути аналоговим або цифровим, з двох-або чотирипровідних закінченням.

Універсальний процесор виконує функції управління взаємодією з DTE і схемами індикації стану модему. Саме він виконує їх посилають DTE АТ-команди і управляє режимами роботи інших складових частин модему. Також універсальний процесор може реалізовувати операції компресії / декомпресії переданих даних (див. Гл. 8).

Інтелектуальні можливості модему визначаються в основному типом використовуваного PU і мікропрограмою керування модемом, що зберігається в ROM. Шляхом заміни або перепрограмування ROM іноді можна досягти суттєвого поліпшення властивостей модему, тобто зробити його модернізація, або апгрейд (upgrade). Такого роду модернізація деяких моделей модемів може забезпечити підтримку нових протоколів або сервісних функцій, таких як автоматичне визначення номера (АВН) абонента. Для полегшення такої модернізації останнім часом замість мікросхем ROM стали широко застосовуватися мікросхеми флеш-пам'яті (FlashROM).

Таблиця Характеристики сучасних модемів для КТСОП

Рекомен-дация	Скорость модуляции,Бод	Скорость передачи, бит/с	Режим передачи	Дуплекс/ полудуплекс	Модуля-ция	Тип линии	Тип оконча-ния
V.17 (fax)	2400	1400, 12000, 9600, 7200	синхр.	ПДП	СКК128, 64, 32, 16	Комм.	2ПР
V.21	300	300	любой	ДПЛ	ЧМ	Комм.выд.	2ПР
V.22	600	1200, 600	любой	ДПЛ	ДОФМ, ОФМ	Комм.выд.	2ПР
V.22bis	600	2400, 1200	любой	ДПЛ	КАМ16, КАМ4	Комм.	2ПР
V.23	1200, 600	1200, 600	любой	ДПЛ	ДОФМ, ОФМ	Комм.	2ПР, 4ПР
V.26	1200	2400	синхр.	ДПЛ	ДОФМ, ОФМ	Выд.	4ПР
V.26bis	1200	2400, 1200	любой	ПДП		Комм.	2ПР
V.26ter	1200	2400, 1200	синхр.	любой	ОФМ8, ДОФМ	Комм.	2ПР
V.27 (fax)	1600	4800	синхр.	любой	ОФМ8, ДОФМ	Выд.	4ПР
V.27 bis(fax)	1200, 1600	4800, 2400	синхр.	ПДП	КАМ16, 8	Выд.	2ПР, 4ПР
V.27ter (fax)	1200, 1600	4800, 2400	синхр.	любой	СКК32, 16, КАМ4, ОФМ	Комм.	2ПР
V.29(fax)	2400	9600, 7200, 4800	синхр.	ДПЛ	СКК128, 64, 32, 16	Выд.
V.32	2400	9600, 4800, 2400	синхр.	ДПЛ	СКК256, 512	Комм.	2ПР, 4ПР
V.32bis	2400	14400, 1200, 9600, 7200, 4800	синхр.	ДПЛ	СКК128, 64	Комм.	2ПР, 4ПР
V.32terbo	2400	19200, 16800	синхр.	ДПЛ	Многомерные СКК	Комм.	2ПР, 4ПР
V.33	2400	14400, 12000	синхр.	ДПЛ	Многомерные СКК	Выд.	4ПР
V.34	2400, 2743, 2800, 3000, 3200, 3429	28800, 26400, 24000, 21600, 19200, 16800, 14400, 1200, 9600, 7200, 4800, 2400	синхр.	ДПЛ	ЧМ	Выд.	2ПР
V.34bis (V.34+)	300	33600	синхр.	ДПЛ	ЧМ	Комм.выд.	2ПР
Bell103j		300	любой	ДПЛ		Комм.	2ПР
Bell202		1200	любой	ДПЛ		Комм.выд.	2ПР
Bell208		4800		ДПЛ		Комм.	2ПР
Bell212a		1200		ДПЛ		Комм.	2ПР
HST	2400	300, 450/4800, 7200, 9600, 1200, 14400, 16800	синхр.	Ассим. ДПЛ		Комм.	2ПР

Схема ERPROM дозволяє зберігати установки модему в так званих профайлах або профілях модему на час його виключення. Пам'ять RAM інтенсивно використовується для тимчасового зберігання даних і виконання проміжних обчислень як універсальним, так і цифровим сигнальним процесорами.

На сигнальний процесор, як правило, покладаються завдання з реалізації основних функцій протоколів модуляції (кодування сверхточних кодом, відносне кодування, скремблювання і т.д.), за винятком хіба що власне операцій модуляції / демодуляції. Останні операції зазвичай виконуються спеціалізованим модемним процесором.

Розрахунок параметрів модемів

1 - Визначити необхідну тривалість одиничних елементів:

,

де В - швидкість модуляції

2 - Розрахувати необхідну ширину смуги пропускання: 

Хід роботи:

1. Повторити конспект (теоретичні Відомості).

2. Отримати допуск до роботи.

3. Згідно вибраному варіанту таблиці розрахуйте основні параметри сучасних модемів.

4. Провести відповідні експеримент. Заповнити протокол та Скласти звіт по практичній роботі.

5. Зробити Висновки по отриманий діаграмам.

6. Відповісті на запитання для самоперевіркі.

Лабораторна робота 10

Тема: «Напівпровідникові прилади: діод, стабілітрон і тиристор»

Мета роботи: Зняття й аналіз вольтамперних характеристик напівпровідникового випрямного діода, стабілітрона і тиристора; визначення їх параметрів за характеристиками.

1. Напівпровідникові діоди

Напівпровідниковий діод містить один р-п-перехід і має два висновки: висновок А (анод) від р-області і К (катод) від п-області. Найбільш поширені і великі дві групи германієвих і кремнієвих діодів - випрямні й імпульсні, звані в деяких довідниках універсальними.

Випрямні діоди, в яких використовується основна властивість р-п-переходу - його одностороння електропровідність, застосовують головним чином для випрямлення змінного струму в діапазоні частот від 50 Гц до 100 кГц. Імпульсні діоди застосовують у схемах електронних пристроїв, що працюють в імпульсних режимах.

Функціонування діода в електричній схемі визначається його вольтмперною характеристикою (ВАХ). Пряму гілка ВАХ Iпр (Uпр) знімають за допомогою схеми (рис. 21.1) при верхньому положенні перемикача Q. Прямий струм через діод VD задається джерелом постійної напруги E1.

Ступінчасто змінюючи ЕРС Е1 джерела Е1, вимірюють (за допомогою амперметра А1) прямий струм Іпр  Iпр.max і (за допомогою вольтметра V1) пряма напруга Uпр діода для ряду значень ЕРС. Зворотний гілка ВАХ Iобр (Uобр) знімають за допомогою тієї ж схеми (рис. 21.1), встановивши перемикач Q в нижнє положення. Ступінчасто змінюючи вихідну напругу джерела напруги E2 від 0 до Uобр.max, вимірюють зворотний

Рис. 21.1

ток Iобр діода для ряду значень зворотної напруги Uобр.

Аналіз типових ВАХ діодів (рис. 21.2) показує, що пряме напруга Uпр на германієвої діоді майже в два рази менше, ніж на кремнієвому, при однакових значеннях прямого струму I пр, а зворотний струм Iобр кремнієвого діода значно менше зворотного струму германієвого діода при однакових зворотних напружених. До того ж, германієвого діод починає проводити струм при нікчемно малий прямому напрузі Uпр, а кремнієвий - тільки при Uпр = 0,4 ... 0,5 В.

мізерно малий. Крім того, кремнієві діоди зберігають працездатність до температури навколишнього середовища 125 ... 150 ° С, тоді як германієві можуть працювати тільки до 70 ° С.

Основні параметри випрямного діода наводяться в його технічному паспорті і порівнюються (для ухвалення рішення його використання у схемі електронного пристрою) з параметрами, визначеними по знятим характеристикам:

• пряме постійна напруга Uпр при певному для кожного діода прямому постійному струмі Iпр;

• зворотний струм Iобр при певному зворотному постійній напрузі Uобр;

• максимально допустимий зворотна напруга Uобр.max. Перевищення Uобр.max переводить діод в режим пробою. Розрізняють електричний і тепловий пробої р-п-переходу. Електричний пробій може бути лавинним або тунельним і не супроводжується руйнуванням р-п-переходу. Тепловий пробій, як правило, призводить до руйнування р-п-переходу і висновку діода з ладу;

- максимально допустимий прямий струм Iпр.max, зазвичай визначається як середній за період прямий струм у схемі однополупериодного випрямляча.

2. Стабілітрон

Стабілітрон - це сильно легований кремнієвий діод, на якому напруга зберігається з певною точністю при зміні протікає через нього струму в заданому діапазоні. Стабілітрони в основному використовують в параметричних стабілізаторах напруги (рис. 21.3, а), в яких максимальна напруга на навантаженні обмежено деякою заданою величиною.

Робочим ділянкою ВАХ стабілітрона VC є ділянка зворотного її гілки, відповідний області зворотного електричного пробою pn-переходу (рис. 21.3, б) і обмежений мінімальним Iст.min і максимальним Iст.max значеннями струму.

При роботі в цій галузі зворотне напруга на стабілітроні незначно змінюється при відносно великих змінах струму стабілітрона . Тому при зміні вхідної напруги

змінюється в основному напруга на баластному резисторі Rб, де вхідний струм

(см. рис. 21.3, а).

При прямому включенні стабілітрон VC може розглядатися як звичайний діод, однак у зв'язку з підвищеною концентрацією домішок напруга Uпр »0,3 ... 0,4 В мало змінюється при значних змінах прямого струму I пр (див. Рис. 21.3, б). Прилад, в якому використовується пряма гілка в схемах стабілізації напруги, називають стабісторів.

Основними параметрами стабілітрона є:

- напруга на стабілітроні;

- динамічний опір на ділянці стабілізації;

- мінімальний і максимальний струми стабілізації (номінальний струм);

от 5 мА до 5 А);

= 0,3…0,4 %/град - температурний коефіцієнт напруги на ділянці;

стабілізації, що характеризує відносну зміну напруги стабілізації, викликана зміною температури на 1 ° С при постійному струмі, що протікає через стабілітрон.

Приклади маркування вітчизняних стабілітронів:

КС168А ; Д814В .