2. Експериментальна частина

2.1. Мета роботи

Оволодіння методикою експериментального визначення вольт-амперних характеристик напівпровідникових діодів і стабілітронів; визначеня за вольт-амперними характеристиками основних параметрів напвпровідникових приладів; закріплення теоретичного матеріалу з курсу "Напівпровідникові прилади".

2.2. Опис лабораторного макета

Робота виконується на макеті, схема якого наведена на рисунку 14.

В склад макету входять:

• міліамперметр зі змінною границею виміру

• вольтметр зі змінною границею виміру

• регульоване джерело постійної напруги

• контакти для підключення діодів

За допомогою перемикача S1 змінюється границя виміру міліамперметра: 0.1, 1 і 25 мА. З метою безпеки при першому вмиканні макета рекомендується установити границю виміру 25 мА. Якщо вимірюваний струм малий і стрілка міліамперметра відхиляється слабо, то перемикач границі виміру треба перевести на менше значення граничного струму. При цьому треба уникати зашкалення стрілки вимірювального приладу. При перевантаженні по струму в 1,5 рази електричний ланцюг автоматично розривається і на панелі макета висвічується табло аварійної сигналізації.

Перемикачем S4 змінюється границя виміру вольтметра: 1, 10, 100 В. При першому вмиканні макета необхідно установити границю виміру 100 В, а потім, при потребі, його зменшити.

Напруга джерела живлення може змінюватися плавно від нуля до величини, яка відповідає положенню перемикача S3. Щоб не спрацьовувала схема аварійного відключення напругу джерела живлення треба змінювати повільно, без ривків. При першому вмиканні макета треба установити перемикач S3 в положення 1 В, а потім, при потребі, його збільшувати. Ручку "Плавно" повернути проти годинної стрілки до упору. Тумблером S2 змінюється точка підключення вольтметра в схему.

2.3. Електрична схема лабораторного макета

Електричну схему макета наведено на рисунку 15.

На схемі міліамперметр представлено у вигляді мікроамперметра з шунтами R_ш1, R_ш2, а вольтметр  у вигляді мікроамперметра з додат­ковими опорами R_д1, R_д2, R_д3. У всіх випадках при повному відхиленні стріл­ки мікроамперметра через нього протікає струм 100 мкА.

При підключенні вольтметра до точки А міліамперметр покаже струм

I_А=I_Д+I_V,

де І_Д  струм, що протікає через діод, І_V  струм, що протікає через вольтметр, який відлічують за шкалою вольтметра, вважаючи, що повне відхилення його стрілки аналогічне 100 мкА.

Отже,

І_Д=І_А-І_V,

U_Д=U_V,

де U_Д  напруга на діоді, яка відлічується за шкалою вольтметра в вольтах.

При підключенні вольтметра до точки В струм через діод І_Д відлічується за шкалою міліамперметра, а напруга на діоді U_A розраховується з урахуванням його падіння на міліамперметрі:

U_Д=U_V  I_Д R_АВ,

U_V = U_дж.

З наведених формул витікає висновок: при вимірюванні малих струмів через діод (І_Д<100 мкА) вольтметр слід підключати до точки В, а при І_Д >100 мкА  до точки А.

2.4. Підготовка до проведення експерименту

• Не вмикаючи макета, ознайомитись з його конструкцією, розташуванням і призначенням органів комутації і регулювання, визначити ціну поділки шкали вимірювальних приладів при різних границях вимірювання.

• Одержати у викладача діод і стабілітрон. Записати в лабораторний зошит їх назву, вияснити функціональне призначення, визначити полярність.

• Накреслити в лабораторному зошиті таблиці для зняття прямих і зворотних гілок вольт-амперних характеристик діода і стабілітрона. Накреслити електричні схеми для зняття цих характеристик.