Лаб 3 / Отчёт лаб 3

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)

Факультет "Радио и телевидение"

Лабораторная работа №3

по дисциплине "Электроника"

"Полупроводниковые диоды и компьютерные модели"

Выполнил

Проверил Е. В. Объедков

Цель работы

Изучение особенностей полупроводниковых диодов различных типов и их компьютерных моделей различной степени сложности и точности.

Ход работы

Для заданного варианта (вариант 4) в программе MicroCap параметры диода 1N4148:

Кремниевый p-n переход

E_g=1,11 эВ

U_проб. = 100 В

R_S = 649,339 мОм

C_j0 = 1,337 пФ

τ = 8,953 нс

M = 0,316713

Исходя из параметров диода, а именно значения C_j0 = 1,337 пФ (< 2 пФ), диод 1N4148 – высокочастотный диод.

Высокочастотные диоды применяются в схемах смесителей и для выпрямления высокочастотных сигналов (до 600 МГц)

Для заданного кремниевого диода тип пробоя — лавинный, так как напряжение пробоя U_проб. = 100 В больше 6 В.

Рисунок 1 – ВАХ диода

Рассчитаем тепловую мощность Р_расс, выделяющуюся в диоде:

Диод среднемощный, так как Р_расс до 1 Вт

Чем больше максимальная мощность рассеивания, тем большую температуры способен выдержать диод, прежде чем сломается.

Рисунок 2 – ВАХ диода для t=27 и t=57

При увеличении температуры растет диффузионная составляющая тока и прямой ток увеличивается, что и наблюдается при сравнении графиков (Рис. 2).

Рисунок 3 – Обратная ветвь ВАХ диода

Рисунок 4 – Обратные ветви ВАХ диода для t=27 и t=57

Из графиков следует, что при увеличении температуры диода напряжение пробоя уменьшается.

На практике, для анализа электронных схем используют модели, обеспечивающие нужную точность при минимальной математической сложности, чтобы даже при анализе интегральных схем с миллиардами электронных компонентов у современных компьютеров хватало вычислительного ресурса.

Идеализированная модель не отражает важнейших свойств реального диода: возникновение пробоя при обратном напряжении, наличие наклона начальной части обратной ветви ВАХ, вырождение экспоненты в линейную зависимость тока от напряжения в области больших прямых токов. Кроме того, такая модель не учитывает инерционные свойства диода.

Москва 2024