3. Измерение статического сопротивления диода:
Мультиметр был переключен в режим омметра и измерены сопротивления диода в прямом и обратном направлении.
Пояснения:
Статическое сопротивление диода зависит от полярности приложенного напряжения.
В прямом направлении сопротивление диода невелико и определяется собственным сопротивлением p-n-перехода.
В обратном направлении сопротивление диода очень высокое, так как диод практически не проводит ток.
4. Снятие вольтамперной характеристики диода:
Схема
была собрана в соответствии с рис. 1.5, и
были последовательно установлены
значения ЭДС источника (Е) равными 5В,
4В, 3В, 2В, 1В, 0,5В, 0В.
Рис.1.5 Схема исследования ВАХ диода
Были записаны значения напряжения Uпр и тока Iпр в таблицу 1.
Пояснения:
Снятие вольтамперной характеристики (ВАХ) диода позволяет построить график зависимости тока от напряжения.
ВАХ диода имеет характерную форму: при прямом смещении ток быстро растет с увеличением напряжения, а при обратном смещении ток практически равен нулю.
Таблица 1
Е [B] |
Uпр [mB] |
Iпр [mA] |
5 |
639 |
4,361 |
4 |
625 |
3,374 |
3 |
608 |
2,392 |
2 |
581 |
1,419 |
1 |
524 |
0,476 |
0,5 |
427 |
0,073 |
0 |
0 |
0 |
Был перевернут диод Д1, включена схема и заполнена таблица 2.
Таблица 2
Е [B] |
Uпр [mB] |
Iпр [mA] |
0 |
0 |
0 |
5 |
4999 |
0 |
10 |
9999 |
0 |
15 |
14999 |
0 |
По данным таблиц 1 и 2 были построены графики зависимости тока от напряжения для прямого и обратного направления.
Проведена касательная линия к графику прямой ветви вольтамперной характеристики в точке Iпр = 4 mА.
Используя формулу (7), было определено дифференциальное сопротивление диода в точке Iпр = 4 mА, а также для Iпр = 0,4 mА и Iпр = 0,2 mА. Аналогично было определено дифференциальное сопротивление диода при обратном напряжении 5В.
Используя формулу (6), было определено статическое сопротивление диода при Iпр = 4 mА.
Полученные данные позволили визуализировать зависимость тока от напряжения, а также определить важные параметры диода: дифференциальное и статическое сопротивление.
Дифференциальное сопротивление характеризует изменение тока в результате изменения напряжения в определенной точке ВАХ.
Статическое сопротивление — это отношение напряжения к току в установленном режиме.
Результаты показали, что дифференциальное сопротивление диода изменяется в зависимости от тока, а статическое сопротивление зависит от полярности приложенного напряжения.
5. Снятие вольтамперной характеристики стабилитрона:
Собранная и включенная схема показана на рис.1.6.
Рис.1.6 Схема исследования ВАХ стабилитрона, в симуляторе falstad.com в параметрах диода был выбран тип Зеннера и введены параметры схожие со стабилитроном 1n4733a из методических показаний.
Измерены значение напряжения на стабилитроне (Uст) при значениях ЭДС источника питания (Е), приведенных в таблице 3, и занесите результаты измерений в ту же таблицу.
Таблица 3
Е [B] |
Uпр [mB] |
Iпр [mA] |
0 |
0 |
0 |
4 |
3999 |
0 |
6 |
5087 |
3 |
10 |
5130 |
16 |
15 |
5148 |
32 |
20 |
5159 |
49 |
25 |
5166 |
66 |
30 |
5172 |
82 |
35 |
5177 |
99 |
Используя формулу (4), был вычислен ток стабилитрона (Iст) для каждого значения напряжения Uст, и результаты записаны в таблицу 3.
По данным таблицы 3 была построена вольтамперная характеристика стабилитрона.
По вольтамперной характеристике было определено напряжение стабилизации.
Используя формулу (5), была вычислена мощность (Рст), рассеиваемая на стабилитроне при напряжении Е = 20 В.
Используя формулу (7), было определено дифференциальное сопротивление стабилитрона.
Пояснения:
Полученные данные позволили проанализировать работу стабилитрона как элемента для стабилизации напряжения.
На вольтамперной характеристике стабилитрона видно, что при напряжении, превышающем напряжение стабилизации, ток резко увеличивается, а напряжение практически не изменяется.
Дифференциальное сопротивление стабилитрона в рабочем режиме невелико, что позволяет ему эффективно стабилизировать напряжение в электронных цепях.