
лаба1
.docxМинистерство Образования Российской Федерации Пермский национальный исследовательский политехнический университет Кафедра Автоматики и Телемеханики
Лабораторная работа №1
Исследование полупроводниковых диодов и триодов.
Работу выполнили: студенты ЭВТ-10 Макушина Н. А.
Суетин В.Ю. Работу проверил: ст. пр. Андреев Г.Я.
Пермь 2012
Цель работы: экспериментальные исследования статических и динамических характеристик и параметров диода. Получение опытным путём входных и выходных статических характеристик для схемы ОЭ и нахождение малосигнальных параметров по полученным экспериментальным данным.
Используемые приборы: амперметр, вольтметр, точечный диод, кремниевый стабилитрон, лабораторная установка.
Прямая ветвь:
Обратная ветвь:
Точечный диод
|
прямая ветвь |
|||||||||
Uа, В |
0 |
0,215 |
0,2347 |
0,246 |
0,2535 |
0,256 |
0,2635 |
0,2665 |
0,2692 |
0,2693 |
Iа, мА |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
|
обратная ветвь |
|||||||||
Uа, В |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
Iа,мкА |
0 |
3,37 |
3,84 |
4,31 |
4,73 |
5,14 |
5,55 |
5,98 |
6,42 |
6,88 |
Расчет статистического и дифференциального сопротивления по ВАХ
Для прямой ветви:
Статическое сопротивление:
r1=U1/I1=0.2693/(18*10-3)=14.96 Ом
r2=U2/I2=0.215/(2*10-3)=107,5 Ом
Дифференциальное сопротивление:
R1=dUa/dIa = (0.2693-0.2535)/((18-8)*10-3)=1.58 Ом
R2=dUa/dIa = (0,2535-0,215)/((8-2)*10-3)=6.41 Ом
Для обратной ветви:
Статическое сопротивление:
ra=Ua/Ia=18/(6.88*10-6)=2.62*106 Ом
Дифференциальное сопротивление:
R=dUa/dIa=(18-2)/((6,88-3,37)*10-6)=4,51*106 Ом
Кремниевый стабилитрон
|
прямая ветвь |
|||||||||
Uа, В |
0 |
0,726 |
0,752 |
0,765 |
0,776 |
0,787 |
0,793 |
0,798 |
0,803 |
0,807 |
Iа, мА |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
|
обратная ветвь |
|||||||||
Uа, В |
8,05 |
8,16 |
8,17 |
8,182 |
8,2 |
8,25 |
8,29 |
8,35 |
8,39 |
8,46 |
I а,мА |
0,002 |
1 |
2 |
3 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
Расчет дифференциального и статического сопротивления по ВАХ:
Для прямой ветви:
r1=U1/I1=0.807/(18*10-3)=44.83 Ом
r2=U2/I2=0.726/(2*10-3)=363 Ом
R=dUa/dIa=(0,807-0,726)/((18-2)*10-3=5,06 Ом
Для обратной ветви в области пробоя:
ra=Ua/Ia=8.2/(5*10-3)=1640 Ом
Ra=dUa/dIa=8.2/(5*10-3)=1640 Ом
Вывод: В лабораторной работе были измерены параметры кремниевого стабилитрона и точечного диода. По этим параметрам мы построили его вольтамперную характеристику и убедились, что стабилитрон отличается от точечного диода тем, что его рабочим участком является обратная ветвь в области пробоя. На обратной ветви при определённом напряжении (U=Uпр) наступает пробой и ток резко возрастает (по модулю).
Напряжение пробоя является напряжением стабилизации. Поэтому стабилитроны и используются для стабилизации переменного напряжения и для ограничения напряжения.
Исследование полупроводниковых триодов.
Схема ОЭ:
Выходные статические характеристики схемы ОЭ.
Uкэ, В |
|
Iк, мА |
|||
Iб=0 мА |
Iб=0,05 мА |
Iб=0,1 мА |
Iб=0,15 мА |
Iб=0,2 мА |
|
0 |
0,018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,5 |
0,046 |
0,069 |
0,0763 |
0,081 |
0,601 |
2 |
0,116 |
1,1 |
2,312 |
3,510 |
4,7 |
4 |
0,1269 |
1,175 |
2,472 |
3,733 |
5,032 |
6 |
0,1355 |
1,2294 |
2,590 |
3,924 |
5,353 |
8 |
0,1479 |
1,2866 |
2,708 |
4,097 |
5,606 |
10 |
0,1559 |
1,351 |
2,824 |
4,289 |
5,860 |
12 |
0,1643 |
1,403 |
2,950 |
4,479 |
6,122 |
14 |
0,172 |
1,452 |
3,090 |
4,666 |
6,451 |
16 |
0165 |
1,513 |
3,215 |
4,868 |
6,779 |
18 |
0,171 |
1,579 |
3,366 |
5,099 |
7,130 |
Входные статические характеристики схемы ОЭ.
Uк=0 В |
Uк= -5 В |
|||
Iб, мА |
Uбэ, В |
Iб, мА |
Uбэ, В |
|
0 |
0,0025 |
0 |
0,0117 |
|
0,05 |
0,077 |
0,05 |
0,1424 |
|
0,1 |
0,0984 |
0,1 |
0,170 |
|
0,15 |
0,1128 |
0,15 |
0,1856 |
|
0,2 |
0,1234 |
0,2 |
0,2 |
По полученным данным построим вольтамперные характеристики:
H-параметры:
Uk=-5 B
H11=(0.199-0.1424)/((0.2-0.05)*10-3=377.3
Ом
Ib=0.15 mA
H12=(0.1856-0.1128)/5=0.01456
Uk=4 B
H21=(5.0324-2.472)/(0.2-0.1)=25.604
Ib=0.1 mA
H22=(2.780-2.312)*10-3/(8-2)=0.002
Ом-1
H11 выражает входное сопротивление при коротком замыкании на выходе цепи; Н12 – коэффициент обратной связи по напряжению при холостом ходе на входе; Н21 – коэффициент передачи тока в прямом направлении при коротком замыкании на выходе; Н22 – выходная проводимость при холостом ходе на входе.
Вывод:
В лабораторной работе мы рассмотрели транзистор со схемой включения ОЭ.
Схема ОЭ имеет высокий коэффициент усиления по всем трем параметрам. Но очень плохие частотные свойства: V-предельная меньше в 10-100 раз, сложно использовать на высоких частотах, очень сильно зависит от температуры (характеристики и параметры). B таком усилителе ставится схема температурной стабилизации, несмотря на недостатки, это основная схема в усилителях и электронных ключах.