л.р. 1 Архангельский БСТ2154
.pdf
Министерство цифрового развития, Связи и Массовых Коммуникаций Российской Федерации Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Московский Технический Университет Связи и Информатики» (МТУСИ)
Кафедра «Экология, безопасность жизнедеятельности и электропитание»
Лабораторная работа №1 «Исследование диодов и стабилитронов»
по дисциплине:
Электропитание устройств и систем инфокоммуникаций
Выполнил: студент группы БСТ2154 Архангельский Максим Вячеславович Студенческий билет № ЗБСТ21001 Проверил:
Доцент кафедры Савостин Сергей Дмитриевич
Москва 2024
ПР = |
10 −0,772 |
= 0,092 А |
||
100 |
|
|||
|
ОБ = |
− ОБ |
||
|
|
|
|
|
ОБ = |
10 −9,999 |
= 10 мкА |
||
100 |
|
|||
В прямом направлении напряжение на диоде составляет менее 1 В. При обратном включении диода напряжение на нем практически равно напряжению источника питания.
2. Измерение тока, протекающего через диод, при прямом и обратном включении источника питания.
Включим для измерения тока в цепи (между резистором R и диодом Д1), как показано на рисунке 2.
Рисунок 2.
3
Ток диода при прямом включении источника питания соответствует рассчитанному значению, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 Ток диода при обратном включении источника питания соответствует
рассчитанному значению.
3. Измерение статического сопротивления диода.
Измерение сопротивления диода в прямом направлении RПР=8,4 Ом. Измерение сопротивления диода в обратном направлении RОБ=999,9
кОм.
4. Снятие вольтамперной характеристики диода.
Таблица 1.
E, В |
Uпр, мВ |
|
Iпр, мА |
|
|
|
|
5 |
696 |
|
43 |
|
|
|
|
4 |
676 |
|
33 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
3 |
654 |
|
23 |
|
|
|
|
|
|
2 |
620 |
|
14 |
|
|
|
|
|
|
1 |
550 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
0.5 |
432 |
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E, В |
|
Uоб, мВ |
Iоб, мА |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
|
5 |
|
0,017 |
|
|
|
|
|
10 |
|
10 |
|
0,017 |
|
|
|
|
|
15 |
|
15 |
|
0,017 |
|
|
|
|
|
0,05
0,045
0,04
0,035
0,03
0,025
I, мА |
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,015 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
-16 |
-14 |
-12 |
-10 |
-8 |
-6 |
-4 |
-2 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
U, B |
|
|
-0,005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 4 – ВАХ диода
5
Рисунок 5 – Определение дифференциального сопротивления Дифференциальное сопротивление диода при прямом смещении,
вычисленное по ВАХ.
Таблица 3.
Iпр, мА |
Rдиф, Ом |
|
|
40 |
1778 |
|
|
4 |
14286 |
|
|
2 |
27778 |
|
|
Дифференциальное сопротивление диода при обратном смещении, вычисленное по ВАХ.
Таблица 4.
Uоб, В |
Rдиф, Ом |
|
|
5 |
109 |
6
5. Снятие вольтамперной характеристики стабилитрона.
Рисунок 6 – Схема исследования.
Таблица 5.
E, В |
UСТ, В |
ICT, мА |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
4 |
4 |
0 |
|
|
|
6 |
5,05 |
3,2 |
|
|
|
10 |
5,18 |
16,1 |
|
|
|
15 |
5,30 |
32,3 |
|
|
|
20 |
5,41 |
48,6 |
|
|
|
25 |
5,53 |
64,9 |
|
|
|
30 |
5,64 |
81,2 |
|
|
|
35 |
5,75 |
97,5 |
|
|
|
7
120
100
80
60
I, мА
40
20
0
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
-20
U, B
Рисунок 7 – ВАХ стабилитрона.
Определим по вольтамперной характеристике напряжение стабилизации UCT=5 В.
Вычислим мощность (Рст), рассеиваемую на стабилитроне при
напряжении Е = 20 В
=
= 5,41 0,0486 = 0,26 Вт
Определим дифференциальное сопротивление стабилитрона
8
5,75 |
−5,64 |
1000 = 6,7 Ом |
Д = 97,5 |
−81,2 |
6. Исследование стабилизирующих свойств стабилитрона.
Подключим параллельно стабилитрону сопротивление нагрузки RH = 75 Ом. Установите ЭДС источника питания Е = 20 В.
Рисунок 8.
Таблица 6.
RH, Ом |
UCT, B |
IR, мА |
IСТ, мА |
IН, мА |
|
|
|
|
|
75 |
4 |
53,3 |
53,3 |
0 |
|
|
|
|
|
100 |
4,97 |
50,0 |
49,7 |
0,3 |
|
|
|
|
|
200 |
5,23 |
49,2 |
23,1 |
26,2 |
|
|
|
|
|
300 |
5,29 |
49,0 |
31,4 |
17,6 |
|
|
|
|
|
600 |
5,35 |
48,8 |
39,9 |
8,9 |
|
|
|
|
|
1000 |
5,38 |
48,7 |
43,4 |
5,3 |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
66,7 |
0 |
66,7 |
|
|
|
|
|
Увеличение сопротивления нагрузки приводит к снижению тока нагрузки и, как следствие, стабилизации выходного напряжения нагрузки.
9
Заключение
В ходе выполнения лабораторной работы я закрепил теоретические знания и провел исследование характеристик диода и стабилитрона. Полученные результаты измерения соответствуют типовым значениям для рассматриваемых полупроводниковых приборов.
10