1.2. Порядок и методика выполнения работы

1.2.1. Исследовать прямую ветвь ВАХ выпрямительного диода. Для этого необходимо собрать схему согласно рис. 1.5.

Указания

• Устанавливая на выходе регулируемого источника стенда «0-30В» напряжения, при которых величины напряжения постоянного тока U_ПР соответствуют указанным в таблице 1.1, измерьте с помощью прибора Ц4311 соответствующие токи I_ПР и их значения занесите в таблицу.

• Измерение напряжения на диоде (U_ПР) и на выходе источника (Е) производить цифровым вольтметром В7 – 22 А, переключая соединительный провод вольтметра с катода диода, к гнезду № 2 и наоборот (рис. 1.5), не забывая при этом переключать шкалу вольтметра и устанавливать штекер в гнездо, соответствующее выбранному пределу измерения. Измерение U_ПР проводить при включении вольтметра в режим измерения напряжения до 2 В, а измерение напряжения источника Е до 2, 20 или 200 В.

VD₁

I_ПР

Рис. 1.5. Схема исследований прямой ветви ВАХ

Примечание. В скобках указано обозначение элемента в электрической схеме стенда.

Таблица 1.1.

UПР, В	0,5	0,55	0,575	0,6	0,625	0,65	0,675	0,7	0,725	0,75
IПР, мА
Е, В

1.2.2. Исследовать обратную ветвь ВАХ диода по схеме рис. 1.6.

Е = 0…30 В

Рис. 1.6. Схема исследований обратной ветви ВАХ.

Указания

Изменив полярность приложенного к измерительной схеме напряжения, не забудьте сменить полярность подключения измерительных приборов.

Устанавливая на выходе регулируемого источника постоянного напряжения стенда «0-30В» напряжения, при которых величины напряжения постоянного токаU_обр. соответствуют указанным в таблице 1.2., измерьте с помощью прибора Ц4311 соответствующие токи I_обр. и их значения занесите в таблицу.

Таблица 1.2.

UОБР, В	0	2,5	5	10	15	20	25	30
IОБР, мкА

1.2.3. Перенесите измеренные данные из таблиц на график (рис.1.7.) и постройте вольтамперную характеристику диода в масштабе удобном для графических исследований.

Рис.1.7. ВАХ исследуемого диода

Указания

Исходя из полученных экспериментальных данных масштаб по осям графика может быть изменён.

1.2.4. Провести касательную к линейной части прямой ветви ВАХ и определить пороговое значение прямого напряжения U_ПОР исследуемого диода (см. рис.1.4).

1.2.5. Определить сопротивления диода постоянному току при прямом R_пр и обратном включении R_обр, а также дифференциальное сопротивление диода r_диф в рабочей точке на линейной части прямой ветви ВАХ. Результаты занести в таблицу 1.3.

Указания

Для расчета сопротивления по постоянному току для прямого включения диода r_пр необходимо выбрать рабочую точку (А) на линейном участке прямой ветви ВАХ (см. рис. 1.4) и воспользоваться выражением

. (1.4)

Значение дифференциального прямого сопротивления r_диф определяют с помощью аппроксимирующей прямой (см. п. 1.2.4 и рис. 1.4) как

_. (1.5)

Сопротивление по постоянному току для обратного включения диода r_обр определить для максимального значения обратного напряжения (cм. таблицу 1.2) воспользовавшись выражением

. (1.6)

1.2.6. По результатам приведенных в таблице 1.1. измерений определить величину сопротивления R_Н (R₂) воспользовавшись выражением

. (1.7)

Указания

Для повышения точности определения величины сопротивления расчетR_Н провести для нескольких точек, а результат усреднить и занести в таблицу 1.3.

1.2.7. На графике ВАХ (Рис.1.7.) по двум точкам I_Д = I_КЗ = (приU_д = 0) и U_Д = Е (при I_д = 0) (Е - напряжение источника питания стенда) соединяя их прямой построить линию нагрузки (ЛН) MN как показано на рис. 1.4. Рабочая точка А будет находится на пересечении ЛН и ВАХ. Сравнить полученные, в результате графического построения, значения U^*_Д и I^*_Д, со значениями, полученными экспериментально (таблица 1.1.). Результаты занести в итоговую таблицу1.3.

Указания

Ввиду ограниченных размеров графика (рис.1.7) при большом сопротивлении нагрузки R_Н точка N на оси напряжений, для ЛН, проходящей через выбранную рабочую точку (А), может выходить за его пределы. В этом случае необходимо продолжить ось напряжений вне графика до пересечения линии нагрузки с осью. Так как масштаб по оси U_ПР растянут точка U_Д = 0 будет находиться за пределами левой половины графика, а точка М на пересечении линии тока короткого замыкания I_КЗ и вертикальной линией проходящей через точку U_Д = 0.

Таблица 1.3.

Е (В)

UДА (В)

IДА (мА)

RпрА (Ом)

UПОР (В)

UДА UПОР

rдиф (Ом)

UОБР (В)

Iобр (мА)

Rобр (Ом)

RН (Ом)

IКЗ (мА)

I*Д (мА)

U*Д (В)

Примечание: * - значения полученные в результате графического построения.