ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Автоматики и Телемеханики
Отчёт по лабораторной работе № 1
Исследование полупроводниковых диодов
Выполнил: ст. гр. АТ-02-1
Лучников П.В.
Проверил преподаватель:
Заневский Э.С.
Пермь, 2003
Исследование полупроводниковых диодов
Цель: экспериментальное исследование статических параметров диодов
Приборы: мультиметр, источник питания, лабораторный стенд для изучения диодов, три диода (плоскостной, точечный, стабилитрон).
схема:
снятые показания:
Плоскостной диод
Прямая ветвь |
Обратная ветвь |
||
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
Ua (В) |
Ia=f(Ua) (мА) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0.49 |
2 |
0.0004 |
0,5 |
0.57 |
4 |
0.0006 |
1 |
0.6 |
6 |
0.0008 |
2 |
0.64 |
8 |
0.001 |
4 |
0.67 |
10 |
0.0012 |
6 |
0.69 |
12 |
0.0014 |
8 |
0.71 |
||
10 |
0.72 |
||
Точечный диод
Прямая ветвь |
Обратная ветвь |
||
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
Ua (В) |
Ia=f(Ua) (мА) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0.066 |
2 |
0.004 |
0,5 |
0.156 |
4 |
0.005 |
1 |
0.189 |
6 |
0.0057 |
2 |
0.22 |
8 |
0.0064 |
4 |
0.26 |
10 |
0.0072 |
6 |
0.29 |
12 |
0.0078 |
8 |
0.313 |
||
10 |
0.323 |
||
Кремниевый стабилитрон
Прямое подключение |
|
|
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
|
0 |
0 |
|
0,1 |
0.35 |
|
0,5 |
0.53 |
|
1 |
0.57 |
|
2 |
0.61 |
|
4 |
0.66 |
|
6 |
0.68 |
|
8 |
0.7 |
|
10 |
0.72 |
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
Обратное подключение |
|
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
0 |
0 |
0,05 |
0,63 |
0,1 |
0,94 |
0,15 |
1,1 |
0,2 |
1,24 |
0,3 |
1,42 |
0,5 |
1,66 |
1 |
1,93 |
2 |
2,2 |
3 |
2,36 |
4 |
2,48 |
5 |
2,56 |
6 |
2,64 |
7 |
2,71 |
8 |
2,76 |
8,79(max зн.) |
2,8 |
При обратном подключении стабилитрона замеряем зависимость напряжения от тока, изменяя ток мелким шагом.
Расчёт статических и дифференциальных сопротивлений
Плоскостной диод
Прямая ветвь:
Rs= 0.67 / 4∙10-3 = 176.5 Ом
Rd= (0.67 – 0.6) / (4-1) ∙10-3 = 23.33 Ом
Обратная ветвь:
Rs= 6 / 0.0008∙10-3 = 7.5 МОм
Rd= (8 - 6) / (0.001-0.0008) ∙10-3 = 10 МОм
Точечный диод
Прямая ветвь
Rs= 0.26 / 4∙10-3 = 65 Ом
Rd= (0.26 - 0.22) / (4 - 2) ∙10-3 = 20 Ом
Обратная ветвь:
Rs= 8 / 0.064∙10-3 = 125 кОм
Rd= (8 - 6) / (0.064-0.057) ∙10-3 = 285.7 кОм
Кремневый стабилитрон
Прямая ветвь
Rs= 0.66 / 4∙10-3 =165 Ом
Rd=(0.066-0.061) / (4-2) ∙10-3 = 25 Ом
Обратная ветвь:
Rs= 2.36 / 3∙10-3 =786 Ом
Rd= (2.81-2.75) / (7 - 6) ∙10-3 = 160 Ом
Вольт-амперные характеристики:
Плоскостной диод
Точечный диод
Кремниевый стабилитрон
Выводы:
Прямая ветвь точечного и плоскостного диодов совпадают с теоретическими ВАХ этих видов диодов. При одном значении прямого тока точечного и плоскостного диодов напряжение на точечном будет меньше, чем на плоскостном, это объясняется большим обратным током точечного диода, а напряжение в прямой ветви выражается формулой: U=jТ*ln(I / I0). Значит при одинаковом прямом токе напряжение будет меньше.
Так как существует токи утечки и термогенерации, то график обратных характеристик будет идти под малым углом к оси напряжений.
Прямая характеристика стабилитрона совпадает с прямой характеристикой обычного диода. В обратной ветви с возрастанием тока, напряжение начинает увеличиваться медленнее. График получается круче . Напряжение стабилизации находится около 2.4 В.