- •Предисловие
- •Правила внутреннего распорядка и техники безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Общие методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1 Исследование неразветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока с резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами. Резонанс напряжений цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Исследование разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока с резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами. Резонанс токов цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Исследование трехфазной цепи при соединении приемников «звездой» цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Симметричная (равномерная) нагрузка фаз в трехпроводной цепи трехфазного тока
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Исследование трехфазной цепи при соединении приемников «треугольником» цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Измерение активной мощности в трехфазной цепи цель работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Метод одного ваттметра
- •Метод двух ваттметров
- •Метод трех ваттметров
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Измерение электрической энергии в цепи однофазного переменного тока цель работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Измерение активной энергии в однофазных цепях
- •2. Измерение активной энергии в трехфазных цепях
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Исследование однофазного трансформатора цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Исследование электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Порядок проведения работы на стенде эв-4
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Исследование однофазного конденсаторного двигателя цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа №11 Испытание синхронного двигателя цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №12 Исследование магнитного пускателя цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №13 Исследование работы полупроводникового выпрямителя цели работы
- •Методика выполнения работы
- •Электронно-дырочный переход при прямом напряжении
- •Электронно-дырочный переход при обратном напряжении
- •Выпрямительные устройства
- •13.6. Диаграмма напряжений и тока в схеме однополупериодного выпрямителя
- •13.10. Внешняя характеристика выпрямителя порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа №14 Исследование работы однокаскадного усилителя напряжения цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Методические указания к графическому оформлению отчета по лабораторным работам (условные графические обозначения в схемах)
- •Приложение 1
- •Оглавление
- •Лабораторный практикум по электротехнике и электронике
- •394036, Воронеж, пр. Революции, 19
Лабораторная работа №13 Исследование работы полупроводникового выпрямителя цели работы
1. Исследовать однополупериодный выпрямитель.
2. Исследовать двухполупериодный выпрямитель с нулевым выводом трансформатора.
3. Исследовать двухполупериодный мостовой выпрямитель.
4. Проанализировать работу сглаживающих фильтров.
Методика выполнения работы
Область на границе двух полупроводников с различными типами электропроводности называется электронно-дырочным или и р-п-переходом. Электронно-дырочный переход обладает несимметричной проводимостью, т. е. имеет нелинейное сопротивление. Работа большинства полупроводниковых приборов (диоды, транзисторы и др.) основана на использовании свойств одного или нескольких п-р-переходов. Рассмотрим более подробно физические процессы в таком переходе.
Электронно-дырочный переход при прямом напряжении
Пусть источник внешнего напряжения подключен положительным полюсом к полупроводнику р-типа (рис. 13.1 а). Такое напряжение, у которого полярность совпадает с полярностью основных носителей, называется прямым. Действие прямого напряжения ипр, вызывающее прямой ток iпр через переход, поясняется потенциальной диаграммой на рис. 13.1, б.
Электрическое поле, создаваемое в п-р-переходе прямым напряжением, действует навстречу полю контактной разности потенциалов. Это показано на рисунке векторами Eк и Eпр. Результирующее поле становится слабее, и разность потенциалов в переходе уменьшается, т. е. высота потенциального барьера понижается, возрастает диффузионный ток, так как большее число носителей может преодолеть пониженный барьер.
а)
б)
Рис. 13.1 Электронно-дырочный переход при прямом напряжении
Ток дрейфа при этом почти не изменяется, так как он зависит главным образом от числа неосновных носителей, попадающих за счет своих тепловых скоростей на п-р-переход из n- и р-областей. Если пренебречь падением напряжения на сопротивлении областей п- и р-, то напряжение на переходе можно считать равным uк - ипр. Для сравнения на рис. 13.1,б штриховой линией повторена потенциальная диаграмма при отсутствии внешнего напряжения.
Как известно, в этом случае токи iдиф и iпр равны и компенсируют друг друга. При прямом напряжении iдиф > iдр и поэтому полный ток через переход, т. е. прямой ток уже не равен нулю:
iпр = iдиф - iдр > 0
Если барьер значительно понижен, то iдиф >> iдр можно считать, что iпр= iдиф прямой ток в переходе является чисто диффузионным.
Введение носителей заряда через пониженный под действием прямого напряжения потенциальный барьер в область, где эти носители являются неосновными, называется инжекцией носителей заряда.
Электронно-дырочный переход при обратном напряжении
Пусть источник внешнего напряжения подключен положительным полюсом к области п, а отрицательным - к области р (рис. 13.2, а). Под действием такого обратного напряжения иобр через переход протекает очень небольшой обратный ток iобр, что объясняется следующим образом. Поле, создаваемое обратным напряжением, складывается с полем контактной разности потенциалов. На рис. 13.2, а это показывают одинаковые направления векторов Eк и Eобр. Результирующее поле усиливается, и высота потенциального барьера теперь равна uк + uобр (рис. 13.2, б). Уже при небольшом повышении барьера диффузионное перемещение основных носителей через переход прекращается, т. е. iлиф = 0, так как собственные скорости носителей недостаточны для преодоления барьера. А ток проводимости остается почти неизменным, поскольку он определяется главным образом числом неосновных носителей, попадающих на n-р-переход из п- и р-областей. Выведение неосновных носителей через п-р-переход ускоряющим электрическим полем, созданным обратным напряжением, называют экстракцией носителей заряда (слово «экстракция» означает «выдергивание, извлечение»).
а)
б)
Рис. 13.2 Электронно-дырочный переход при обратном напряжении
Таким образом, обратный ток ioбp представляет собой ток проводимости, вызванный перемещением неосновных носителей. Обратный ток получается очень небольшим, так как количество основных носителей очень мало.