Порядок выполнения экспериментов

1. Соберите цепь (рисунок 3, а) для снятия прямой ветви вольт-амперной характеристики диодов. Монтажная схема изображена на рисунке 4. Обратите внимание, что вольтметр в этой схеме подключён к точке «В» (после амперметра) и на его показания не влияет падение напряжения на амперметре, которое соизмеримо с прямым падением напряжения на диоде. В то же время ток через вольтметр несоизмеримо мал по сравнению с прямым током диода и не вносит заметной погрешности в показания амперметра.

Рисунок 3 – Принципиальные схемы подключения диода

в прямой и обратной полярности

Рисунок 4 – Монтажная схема подключения диода в прямом направлении

2. Устанавливая токи, указанные в таблице 1, снимите прямую ветвь вольт-амперной характеристики трёх диодов: выпрямительного, импульсного и диода Шоттки. На рисунке 5 постройте графики.

3. Измените схему для снятия обратной ветви вольт-амперных характеристик, переключив вольтметр в точку А (до амперметра) и перевернув диод. В этой схеме через амперметр не протекает ток вольтметра, который теперь соизмерим и даже больше обратного тока через диод. В то же время падение напряжения на амперметре ничтожно мало по сравнению с обратным напряжением на диоде.

4. Устанавливая напряжения, указанные в таблице 2, снимите обратные ветви вольт-амперных характеристик трёх диодов. На рисунке 5 постройте графики.

Таблица 1 – Вольт-амперные характеристики диодов при прямом направлении

подключения

I, мА		2	5	10	20	30	40
U, B	КД226
	КД522
	1N5819

Таблица 2 – Вольт-амперные характеристики диодов при обратном направлении

подключения

U, B		2	5	10	15	20	25	30
I, мкА	КД226
	КД522
	1N5819

Рисунок 5 – Вольт-амперные характеристики диодов

5. Для исследования характеристик диодов на переменном токе соберите на наборном поле цепь согласно принципиальной схеме, показанной на рисунке 6. Измерительные приборы в схему не включайте, так как они могут создать дополнительные паразитные ёмкости. Не забудьте включить инвертирование сигнала по каналу II, чтобы отклонение луча вверх соответствовало прямому току через диод.

Рисунок 6 – Принципиальная схема подключения диода

для снятия характеристик на переменном токе

6. Включите в цепь выпрямительный диод, подайте на вход синусоидальное напряжение частотой 1 кГц, установите ручку регулятор амплитуды примерно в среднее положение (выходное напряжение равно 3…4 В) и отрегулируйте развёртку, синхронизацию и усиление по двум каналам осциллографа так, чтобы на экране помещались 1,5…2 периода кривых тока и напряжения.

7. Переключая множитель частоты в положения ×1, ×10, ×100 и регулируя каждый раз длительность развёртки осциллографа, пронаблюдайте за изменением кривой тока. Объясните результаты наблюдений. Зарисуйте в отчёт осциллограммы для частот входного синусоидального напряжения 1, 10 и 100 кГц.

8. Переключите осциллограф в режим X-Y. При этом на экране появится изображение динамической вольт-амперной характеристики диода: прямое падение напряжения по оси Х вправо, прямой ток по оси Y вверх.

9. Снова попереключайте множитель частоты, наблюдая за изменением динамической вольт-амперной характеристики. Объясните, почему при низкой частоте динамическая вольт-амперная характеристика совпадает со статической, а при высокой – не совпадает. Зарисуйте в отчёт осциллограммы для частот входного синусоидального напряжения 1, 10 и 100 кГц.

10. Повторите эти опыты с импульсным диодом и с диодом Шоттки. Объясните наблюдаемые отличия. Зарисуйте в отчёт осциллограммы для частот входного синусоидального напряжения 1, 10 и 100 кГц для обоих диодов.

11. Включите в цепь выпрямительный диод, переключите осциллограф в режим развёртки и установите на входе прямоугольное двухполярное напряжение частотой 50 кГц амплитудой 3 В.

12. Настройте изображение, перерисуйте осциллограмму в отчёт (рисунок 7), не забыв указать масштабы по осям (масштаб по оси тока вычисляется как масштаб напряжения по каналу II, делённый на сопротивление, с которого снимается сигнал).

13. Определите по осциллограмме время включения t_ВКЛ и время выключения t_ВЫКЛ.

Рисунок 7 – Осциллограммы входного и выходного сигналов диода

Из осциллограммы:

время включения t_ВКЛ = ……..мкс;

время выключения: t_ВЫКЛ = ……..мкс.

14. Оформите отчёт по лабораторной работе, включив в него требуемые таблицы и графики.