Московский государственный технический университет
имени Н. Э. Баумана
Лабораторный практикум № 1
по курсу « Электротехника и электроника, часть 2 »
на тему
«Исследование полупроводникового диода и
формирование его модели для программ схемотехнического анализа»
Вариант № 17
Выполнил: студент Соя Д.М.
группа РК6-62
Проверил: Загидуллин Р.Ш.
Москва, 2011 г.
Содержание
Аннотация………………………………………………………………………………………………3
I Определение параметров модели в программе Micro-Сap 9 …………………………….....4
Получение прямой ветви ВАХ…………………………………………………………….…..4
Получение обратной ветви ВАХ…………………………………………………………...…6
Получение ВФХ………………………………………………………………………..………9
Построение ВФХ в программе MathCAD……………………………………………...……13
Обработка прямой ветви ВАХ в MathCAD……………………………………………...….15
Построение модели диода по экспериментальным данным……………………………….17
Сравнение исходной и полученной моделей диодов……………………………………....20
II. Определение параметров модели в программе MultiSim 11……………………...….......22
Получение прямой ветви вах……………………………………………………………….22
Получение обратной ветви ВАХ………………………………………………………...…..25
Получение ВФХ………………………………………………………………………..……..28
Получение ВАХ диода с помощью специальных встроенных средств…………………..30
Построение ВФХ в программе MathCAD……………………………………………...……31
Обработка прямой ветви ВАХ в MathCAD……………………………………………...….32
Построение модели диода по экспериментальным данным……………………………….34
Сравнение исходной и полученной моделей диодов………………………………………36
Выводы……………………………………………………………….……………….….......38
Аннотация
Данный отчет посвящен выполнению лабораторного практикума с использованием программных средств Micro-Cap 9 и MathCAD 15.
В данной работе проводится исследование полупроводникового диода и формирование его модели для программ схемотехнического анализа.
В работе изучаются:
полупроводниковые диоды;
моделирование лабораторных исследований в программах схемотехнического моделирования,
расчет параметров модели по результатам моделирования,
внесение параметров с модели диода в базу данных программ схемотехнического моделирования.
Определение параметров модели в программе Micro-Сap 9
Получение прямой ветви вах.
При построении схемы для получения прямой ветви ВАХ в Micro-Cap воспользуемся такими компонентами как Ground(Заземление), Resistor(Сопротивление), Diode(Диод), Battery(Батарейка).
Тип диода определяется номером диода по списку в файле RUS_D.LIB
.model D237B D(Is=31.69p Rs=91.07m N=1 Xti=3 Eg=1.11 Bv=400.1 Ibv=158.5u
+ Cjo=15p Vj=.75 M=.3333 Fc=.5 Tt=721.3n)
Сопротивления резисторов 10 Ом и 10 кОм имитируют сопротивления миллиамперметра и вольтметра. Погрешность измерений тем меньше, чем меньше сопротивление миллиамперметра. Приборы подключены таким образом, чтобы вносить минимум изменений в работу схемы, и, следовательно, точность измерений будет высокой.
Проведение анализа по постоянному току. (Analysis->DC)
В качестве варьируемого параметра выбираем напряжение источника V1. Т.к. схема имеет базу, то варьируется напряжение и на диоде.
В качестве диапазона изменений выбираем промежуток 0…10 В с шагом 0.01В.
Задаем линейный вид шкалы по оси абсцисс и ординат.
По оси Х задаем выражение V(1) – напряжение на диоде, а по оси Y ток через диод I(R1)-I(R2).
Масштаб по оси X задаем в пределах 0…1.1 В с шагом сетки 0.1 В; по оси Y пределы и шаг выберем автоматические.
Запускаем на анализ (Run) и получаем график зависимости тока через диод I(R1) - I(R2) от напряжения V1, что и является Вольт-Амперной характеристикой (ВАХ).
График прямой ветви ВАХ:
Для получения табличного представления зависимости требуется выбрать пункт меню DC -> Numeric Output, либо нажать F5.
Чтобы воспользоваться полученными данными в среде MathCAD, нужно отредактировать полученный файл, оставив только следующие данные, необходимые для расчета:
V(1) I(R1)-I(R2)
(V) (A)
7.622E-31 -7.615E-32
199.799e-3 40.033e-6
398.052e-3 234.559e-6
505.417e-3 9.509e-3
533.855e-3 26.668e-3
549.181e-3 45.137e-3
559.974e-3 64.059e-3
568.491e-3 83.208e-3
575.645e-3 102.493e-3
581.892e-3 121.869e-3
587.493e-3 141.309e-3
592.612e-3 160.798e-3
597.356e-3 180.324e-3
601.802e-3 199.880e-3
606.003e-3 219.460e-3
610.002e-3 239.061e-3
613.829e-3 258.678e-3
617.510e-3 278.311e-3
621.063e-3 297.956e-3
624.506e-3 317.612e-3
627.852e-3 337.278e-3
631.110e-3 356.952e-3
634.291e-3 376.634e-3
637.403e-3 396.323e-3
640.451e-3 416.019e-3
643.442e-3 435.720e-3
646.381e-3 455.427e-3
649.272e-3 475.138e-3
652.120e-3 494.853e-3
654.926e-3 514.573e-3
657.695e-3 534.296e-3
660.430e-3 554.023e-3
663.132e-3 573.753e-3
665.804e-3 593.486e-3
668.447e-3 613.222e-3
671.064e-3 632.961e-3
673.657e-3 652.702e-3
676.225e-3 672.445e-3
678.772e-3 692.191e-3
681.298e-3 711.938e-3
683.805e-3 731.688e-3
686.293e-3 751.439e-3
688.763e-3 771.193e-3
691.216e-3 790.948e-3
693.653e-3 810.704e-3
696.076e-3 830.462e-3
698.483e-3 850.222e-3
700.877e-3 869.982e-3
703.258e-3 889.745e-3
705.626e-3 909.508e-3
707.982e-3 929.273e-3