2.1.2. Порядок и методика выполнения работы

2.1.2.1. Снять с помощью осциллографа вольтамперную характеристику стабилитрона и определить напряжениеU_СТ, используя измерительную схему рис. 2.1.2.

Рис.2.1.2. Схема снятия ВАХ стабилитрона с помощью осциллографа.

Указания

Соберите цепь согласно схеме (рис. 2.1.2.) и подайте на вход синусоидальное напряжение амплитудой 30 В частотой 50 Гц.

Включите и настройте осциллограф в режиме X-Y. Для чего из ряда кнопок выбора режима синхронизации нажмите кнопку «Х». Установите масштаб по оси Y, удобный для наблюдения прямой и обратной ветвей ВАХ.

Нажатием клавиши перевести осциллограф в режим открытого входа и установите линию развёртки луча по центру экрана. При переключении масштаба по оси Y может потребоваться корректировка расположения данной линии

Перенесите изображение с экрана осциллографа на график рис.2.1.3.

Рис. 2.1.3. ВАХ стабилитрона, полученная с помощью осциллографа.

2.1.2.2. Исследовать обратную ветвь ВАХ стабилитронаI_обр = f (U_обр) используя измерительную схему рис. 2.1.4.

Рис. 2.1.4. Схема исследований обратной ветви ВАХ

Указания

В качестве источника питания использовать регулируемый источник постоянного напряжения стенда «0 -30В». Напряжения на стабилитроне и на выходе источника Е следует измерять высокоточным цифровым вольтметром В7-22А (U_СТ измерять с точностью 0,01 В), ток стрелочным прибором Ц 4311.

Определите напряжение стабилизации U_cт стабилитрона. Для этого установите предел измерения амперметра 15 мА. Затем, плавно изменяя напряжение источника питания Е, наблюдайте за изменениями тока и напряжения на стабилитроне. До появления пробоя сопротивление стабилитрона очень велико, поэтому ток, протекающий через него очень мал (десятки мкА). При достижении напряжения на стабилитроне величины U_ст ток через стабилитрон резко возрастает, а напряжение на нем перестает изменяться.

Изменяя напряжение источника питания Е «0…30В» от минимального до максимального значений, измеряйте ток протекающий через стабилитрон и напряжение на стабилитроне. Величины напряжений Е и U_обр устанавливать в соответствии с таблицей 2.1.1, при этом в области пробоя, предварительно определённого с помощью осциллографа (от 6,5 до 7 В), зависимость I(u_обр) необходимо исследовать более подробно для чего установить шаг изменения напряжения на стабилитроне U_обр – 0,1В. Результаты измерений занесите в таблицу 2.1.1.

Таблица 2.1.1.

Е	0	2,5	5	6							10	15	20	25	30
UОБР, В	0				6,5	6,6	6,7	6,8	6,9	7
IОБР, мА

2.1.2.3. По результатам измерений приведенным в таблице 2.1.1, определить величину сопротивления R_б (R₃) воспользовавшись выражением

. (2.1.2)

Указания

Для повышения точности определения величины сопротивления расчетR₃ провести для нескольких точек, а результат усреднить.

2.1.2.4. По результатам приведенных в таблице измерений в середине рабочего участка ВАХ, соответствующего электрическому пробою p-n перехода, определить дифференциальное сопротивление стабилитрона воспользовавшись выражением

r_диф= . (2.1.3)

2.1.2.5. Исследовать прямую ветвь ВАХ стабилитрона, воспользовавшись схемой рис. 2.1.5.

Рис. 2.1.5. Схема исследований прямой ветви ВАХ.

Указания

Изменяя напряжение источника 0…30В устанавливать на стабилитроне напряжениеU_ПР в соответствие с таблицей 2.1.2 и фиксировать значения тока протекающего через стабилитрон. Результаты измерений занести в таблицу 2.1.2.

Таблица 2.1.2.

UПР, В	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,72	0,74	0,76	0,78	0,8
IПР, мА

2.1.2.6. Построить на одном графике прямую и обратную ветви ВАХ исследуемого стабилитрона. При этом для построения обратной ветви следует использовать растянутый масштаб в диапазоне обратных напряжений (0,9 – 1,1U_cт).

Рис. 2.1.6. ВАХ стабилитрона.

Указания

В зависимости от полученных результатов измерений масштаб по осям графика может быть изменён.