Измерительный стенд

Стенд для изучения ВАХ полупроводниковых диодов укомплектован следующими приборами:

1. вольтметром В7-27-А/І или другого типа – 3шт. Один из этих приборов используется для измерения тока, другой – для измерения напряжения на диоде, третий – для измерения температуры;

2. регулируемым источником напряжения до 20 В;

3. лабораторным макетом для изучения характеристик диодов и транзисторов (используется блок № 1);

4. термокамерой;

5. регулируемым источником напряжения для питания нагревателя термокамеры.

Диоды помещены в термокамеру и подключены к лабораторному макету с помощью соединительного кабеля. Измерение температуры осуществляется термоэлектрическим термометром, в качестве которого используется прибор В7-27А/І.

Блок № 1 лабораторного макета имеет регулируемый источник тока, который при измерении прямой ветви ВАХ подключается к исследуемым диодам с помощью переключателя “U_пр” (кнопка ”U_пр” нажата). Схема подключения диодов при измерении U_пр показана на рис.5, а и на передней панели блока №1. Регулировка тока через диоды осуществляется дискретно с помощью клавишного переключателя и плавно потенциометром “РЕГУЛИРОВКА ТОКА“ в диапазоне 0,3 мкА – 30 мкА. Измерение тока производится прибором В7-27А/І, который включается в гнезда “А“ макета. Напряжение на диоде измеряют другим вольтметром В7-27 А/І, который включается в гнезда “U“ макета.

При включении клавиши “ ” на диод подается обратное напряжение, регулировка которого в пределах от 0 до -10 В осуществляется источником напряжения. При этом измеритель тока “А “ подключается к исследуемым диодам по схеме рис.5,б и измеряет обратный ток .

Подключение диодов в схему измерений производится поочередно с помощью переключателей “Д1”, ”Д2”. Схема подключения диодов при нажатии клавишей “U_пр”,“ ”,“Д1”, ”Д2” изображена на передней панели блока № 1.

Порядок выполнения работы

Рекомендуется следующий порядок выполнения работы.

1. Снятие прямой ветви ВАХ диодов.

На блоке № 1 уже собранного лабораторного стенда включить переключатель “U_пр”; с каждого из двух блоков источника питания подать напряжение U_пит=10 В, для чего ручки регулировки напряжения установить в крайнее правое положение. Снять прямую ветвь ВАХ германиевого и кремниевого диодов при комнатной температуре ( ) в диапазоне токов 1мкА 20 мА, поочередно нажимая клавиши “Д1” или “Д2”. При этом студенты заполняют числители табл.1.

2. Снятие обратной ветви ВАХ германиевого и кремниевого диодов при комнатной температуре.

Каждую из двух ручек регулировки напряжения источника питания вывести в крайнее левое положение (U_пит = 0), включить переключатель “ ”. В диапазоне напряжений U = 0 10 В снять ВАХ сначала одного из диодов, затем другого. (Один диод работает в наноамперном, другой в микроамперном диапазоне.) При этом заполняются числители табл.2.

3. Снятие зависимости обратного тока диодов от температуры.

Включить нагрев термокамеры, установив начальное напряжение U_пит = 20 В. Задав фиксированное обратное напряжение смещения на диодах U  = - 8 В, снять зависимость обратного тока от температуры в диапазоне температур для диодов “Д1” и “Д2” (поочередное подключение). При этом заполняется табл.3. Пересчет текущего напряжения датчика температур в осуществляется с учетом фиксированного первоначального значения , соответствующего по формуле:

,

где – ТКН = - 2 мВ/К, . Зафиксировать температуру , вернуться к заполнению табл.2.

4. Снять обратную ветвь для двух типов диодов при температуре в диапазоне напряжений U = 0 -10 В (знаменатели табл.2).

5. Снять прямую ветвь ВАХ для двух типов диодов при температуре в диапазоне токов 1 мкА 20 мкА (знаменатели табл.1).

6. Построить прямые ветви ВАХ германиевого и кремниевого диода при и в полулогарифмических координатах на миллиметровой бумаге. Определить параметры диодов , r_д.

7. Построить прямые ветви ВАХ при и в линейных координатах на миллиметровой бумаге. Определить сопротивление базы и ток вырождения .

8. Построить обратные ветви ВАХ германиевого и кремниевого диодов при и в линейных координатах на миллиметровой бумаге.

9. Построить зависимости обратного тока двух диодов от температуры в линейных координатах.

10. Определить температурные коэффициенты напряжений прямой ветви германиевого и кремниевого диодов.

11. Результаты измерений и расчетов занести в табл.4.