Министерство образования Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Кафедра прикладной математики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

По дисциплине: «Общая электротехника и электроника»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ.

Выполнил: ст. группы 3.36

Смирнов А.С.__________

Проверил: ст.преп.

Фролов А.Н.___________

Иваново 2012

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Изучить принципиальную схему полупроводникового стабилизатора напряжения компенсационного типа.

2. Снять основные характеристики.

3. Определить коэффициент стабилизации и внутреннее сопротивление стабилизатора.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Рис. 4.1. Схема стабилизатора

Компенсационный стабилизатор напряжения представляет собой систему автоматического регулирования, в которой производится сравнение фактической величины выходного напряжения с его заданным значением и в зависимости от величины и знака рассогласования автоматически осуществляется корректирующее воздействие.

На схеме стабилизатора рис. 4.1 приняты следующие обозначения:

Т - транзистор. Выполняет роль сравнивающего и регулирующего элемента;

Д - стабилитрон. Опорный элемент, создает опорное (эталонное) напряжение U_ст;

R_б - балластный резистор. Определяет режим работы стабилитрона;

R₁ - переменный резистор. Изменяет величину входного напряжения;

R_н - нагрузочный резистор. Служит эквивалентом нагрузки стабилизатора;

V₁ - вольтметр. Измеряет входное напряжение U_вх;

V₂ - вольтметр. Измеряет выходное напряжение U_вых;

A - амперметр. Измеряет ток нагрузки I.

Выходное напряжение стабилизатора U_вых равно разности между входным напряжением U_вх и падением напряжения U на регулирующем транзисторе T. Обычно U_вых=(0,6 - 0,7) U_вх. Транзистор p-n-p типа включен по схеме эмиттерного повторителя. Режим транзистора выбран так, чтобы он был частично открыт напряжением эмиттер-база U_эб. Выходное напряжение при этом практически равно эталонному напряжению стабилитрона, поскольку напряжение на участке эмиттер-база U_эб=0,1 - 0,3 В. Потенциал базы транзистора фиксирован опорным напряжением стабилитрона U_ст.

Допустим, что при постоянном сопротивлении нагрузки R_н входное напряжение U_вх по каким-либо причинам возрастает. Напряжение на выходе U_вых в первый момент времени тоже возрастает. Следовательно, потенциал эмиттера транзистора Т понизится. Потенциал базы, фиксированный опорным стабилитроном Д, останется прежним. Так как снижение потенциала эмиттера равносильно повышению потенциала базы, коллекторный ток транзистора с p-n-p структурой уменьшится. Падение напряжения на транзисторе возрастет, и выходное напряжение стабилизатора возвратится почти к прежнему значению.

Аналогично протекает процесс стабилизации выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки.

Зависимость выходного напряжения стабилизатора от входного U_вых=f(U_вх) при постоянном сопротивлении нагрузки представлена на рис. 4.2.

3.Расчётная часть.

1) Rн=50

2) Uвых=11В

3) По графическим зависимостям находим ΔUвх, ΔUвых,Uвх.ср,Uвых.ср, ΔI и вычисляем:

====27,6.

==0,015 Ом.

4. Вывод: В ходе данной лабораторной работы мы изучили принципиальную схему полупроводникового стабилизатора напряжения компенсационного типа, сняли основные характеристики и определили коэффициент стабилизации и внутреннее сопротивление стабилизатора.

Коэффициент стабилизации получился К_ст =27,6 (>20), а внутреннее сопротивление стабилизатора получилось R_ст =0,015 Ом(<1 Ом).

Основным свойством стабилизатора является автоматическое поддержание неизменного напряжения или тока на стороне потребителя электрической энергии с требуемой точностью при изменении дестабилизирующих факторов(колебания напряжения се­ти, температуры и влажности окружающей среды и др.).