выполнение лр3 Муромцева

Группа

A-03-19

Студент

Муромцева Эльвира

Лабораторная работа № 03 ДО

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ, ХАРАКТИРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ

Часть 1. Исследование однополупериодной схемы выпрямителя

1. В операционной системе «Windows» под управлением программы «Schematics» собрать схему однополупериодного выпрямителя.

Параметры схемы для N = 11, M = 3.

R₁ = (1000 + 10 N) Ом = 1000+110=1110 Ом.

f =3000 Гц, U_m = 20В, k_п = 14 %.

Рабочая схема однополупериодного выпрямителя (рис. 1,а)

2. Установив режим расчета схемы во временной области, получить осциллограммы входного и выходного напряжений. С помощью преобразования Фурье для выходного напряжения определить среднее значение (постоянную составляющую U_вых0) и амплитуду первой гармоники U_вых1. Рассчитать коэффициент пульсаций.

Временные диаграммы входного и выходного напряжений Результаты Фурье-анализа: Uвых 0 = 6.013273В, Uвых 1 = 9.537В. kп = =9,537/6,013273=1,59

3. Подключить к выходу схемы конденсатор фильтра, установить емкость, рассчитанную в п. 3.3 подготовки к работе.

С₁ = 1 мкФ.

Рабочая схема однополупериодного выпрямителя с фильтром (рис. 1,б)

4. Получить осциллограммы входного и выходного напряжений. С помощью преобразования Фурье для выходного напряжения определить среднее значение (постоянную составляющую ) и амплитуду первой гармоники . Рассчитать коэффициент пульсаций. Сравнить с п. 4.2. Результаты занести в таблицу 4.

Временные диаграммы входного и выходного напряжений Результаты Фурье-анализа: U 0 вых= 17.03478В, U1 вых = 1.6В. kп = = 1,6/17,03478= 0,094

Таблица 4

Коэффициент пульсаций	Заданное значение	Без конденсатора	С конденсатором
kп, %	14	159	9,4

Часть 2. Исследование вольтамперной характеристики стабилитрона

5. В операционной системе «Windows» под управлением программы «Schematics» собрать схему для получения ВАХ стабилитрона (рис. 2).

M = 3, N = 11.

Модель стабилитрона КС_191___.

Рабочая схема для получения ВАХ стабилитрона

6. Снять ВАХ стабилитрона.

ВАХ стабилитрона

7. Для рабочей точки I_д = 10 мА определить параметры линейной схемы замещения прямой ветви стабилитрона: дифференциальное сопротивление r_д и напряжение отсечки U_д0. Записать их значения в таблицу 5.

Прямая ветвь ВАХ стабилитрона Расчет сопротивления диода и напряжения отсечки. ΔUд1 = 22,689 мВ, ΔIд1 = 4мА rд = 22,689/4=5,7 Ом Uд0 = Uд – Iд*rд= (777,132-10*5,4)/1000=737,132 мВ

8. Для рабочей точки I_д = 10 мА определить параметры линейной схемы замещения обратной ветви стабилитрона: дифференциальное сопротивление стабилитрона r_ст и напряжение U_{ст 0}. Записать их значения в таблицу 5.

Обратная ветвь ВАХ стабилитрона Расчет сопротивления стабилитрона и напряжения стабилизации. ΔUд2 =0,0191 В, ΔIд2 = 4 мА rст = 19,1/4=4,775 Ом Uст 0 = Uст-Iст*rст= -9,0585-(-0,01*4,775)=-9,01075 В

9. Нарисовать схемы замещения для прямой и обратной ветви стабилитрона (рабочий ток ).

Таблица 5

	Прямая ветвь	Обратная ветвь
Схемы замещения	Малосигнальная схема замещения Идеализированная схема	Малосигнальная схема замещения Идеализированная схема
Параметры	rд =5,7 Ом Uд0 =737,132 мВ	rст =4,775 Ом Uст0=-9,01075 В

Часть 3. Исследование двухстороннего ограничителя

10. В операционной системе «Windows» под управлением программы «Schematics» собрать схему двухстороннего ограничителя.

Тип стабилитрона КС…..

Рабочая схема двухстороннего ограничителя

11. Получить передаточную характеристику двухстороннего ограничителя. По передаточной характеристике для выходного сигнала определить максимальные напряжения на участках стабилизации напряжения при .

Передаточная характеристика двухстороннего ограничителя Максимальное напряжение на выходе схемы: при Uвх = -9,681 В Uвых = 9,764 В при Uвх = +9,681 В Uвых = 9,764 В

12. Получить осциллограммы входного и выходного напряжения и тока в диодах. На осциллограммах для одного периода отметить интервалы (участки) и режимы работы каждого из стабилитронов D₁ и D₂ (открыт, закрыт или режим пробоя). Результаты занести в таблицу 6.

Семейство осциллограмм входного, выходного сигнала и тока

Для каждого участка нарисовать схемы замещения диодной сборки D₁-D₂, считая стабилитроны идеальными.

Таблица 6

Участок	1	2	3	4
D1	Открыт	Открыт	Закрыт	Пробой
D2	закрыт	пробой	Открыт	Открыт
Схема замещения