ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Автоматики и Телемеханики
Лабораторная работа № 1
Исследование полупроводниковых диодов
Выполнил: ст. гр. КТЭИ-03-2
Хазиев Р.Р.
Проверил преподаватель:
Рябуха А.А.
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 |
0,0045 |
0 |
0 |
2 |
0.7 |
2 |
0.18 |
4 |
0.74 |
4 |
0.35 |
6 |
0.77 |
6 |
0.58 |
8 |
0.79 |
8 |
0.78 |
10 |
0.8 |
10 |
0.98 |
12 |
0.82 |
12 |
1.18 |
15 |
0.84 |
15 |
1.47 |
Точечный диод
Прямая ветвь |
Обратная ветвь |
||
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
Ua (В) |
Ia=f(Ua) (мА) |
0 |
0.0043 |
0 |
0.3 |
2 |
0.24 |
2 |
2.45 |
4 |
0.29 |
4 |
3.04 |
6 |
0.33 |
6 |
3.67 |
8 |
0.36 |
8 |
4.17 |
10 |
0.38 |
10 |
4.65 |
12 |
0.40 |
12 |
5.13 |
15 |
0.43 |
15 |
5.83 |
Кремниевый стабилитрон
Прямое подключение |
|
|
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
|
0 |
0.0045 |
|
2 |
0.62 |
|
4 |
0.65 |
|
6 |
0.67 |
|
8 |
0.69 |
|
10 |
0.70 |
|
12 |
0.71 |
|
15 |
0.73 |
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
Обратное подключение |
|
Ia (мA) |
Ua=f(Ia) (В) |
0 |
0 |
2.09 |
6.264 |
7.1 |
6.26 |
7.85 |
6.29 |
12.1 |
6.31 |
12.45(max зн.) |
6.44 |
При обратном подключении стабилитрона замеряем зависимость напряжения от тока, изменяя ток мелким шагом.
Расчёт статических и дифференциальных сопротивлений
Плоскостной диод
Прямая ветвь:
Rs= 0.77 / 6∙10-3 = 128,3 Ом
Rd= (0.77 – 0.7) / (6-2) ∙10-3 = 17,5 Ом
Обратная ветвь:
Rs= 6 / 0,58∙10-3 = 10,344 МОм
Rd= (8 - 6) / (0.78-0.58) ∙10-6 = 10 МОм
Точечный диод
Прямая ветвь
Rs= 0.29 / 4∙10-3 = 72,5 Ом
Rd= (0.29 - 0.24) / (4 - 2) ∙10-3 = 25 Ом
Обратная ветвь:
Rs= 8 / 4,17∙10-6 = 198кОм
Rd= (8 - 4) / (4,17-3,04) ∙10-6 = 3,5МОм
Стабилитрон
Прямая ветвь
Rs= 0.65 / 4∙10-3 =162,5 Ом
Rd=(0.65-0.62) / (4-2) ∙10-3 = 15 Ом
Обратная ветвь:
Rs= 6,264 / 2,09∙10-3 =3 кОм
Rd= (6,44-6,26) / (12,45 -7,1) ∙10-3 = 33,6 Ом
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.