Введение

Цель работы - проведение экспериментальных исследований (натурных и модельных в программах схемотехнического анализа) полупроводникового диода с целью получения исходных данных для расчёта параметров модели полупроводникового диода и внесение модели в базу данных программ схемотехнического анализа.

Первая часть работы осуществляется с помощью МС9,в котором проводим моделирование диода : получения ВАХ диода как на прямой ветви, так и на обратной ветви , ВФХ диода KD102b, после чего проводим расчёт модельных характеристик в программе MC, далее сравниваем наш диод с уже имеющимся в библиотеке . Вторая часть работы состоит в получении экспериментальной ВАХ диода, измеренной в лабораторном зале на12этаже. Расчёт из нее модельных характеристик, исходя из экспериментальных данных и справочных материалов.

Третья часть заключается в экспериментальном исследовании работы полупроводникового стабилитрона.

Модель будет пригодна, если ВАХ модели отличается от настоящей максимум на 10% в крайней точке.

Определение параметров модели

Моделирование лабораторных исследований

Выбираем диод из библиотеки соответствующий варианту(2).Исследуемый диод – KD102b. Построим ВАХ диода, используя схему рис.1

Моделирование лабораторного стенда производим в программе МС9.

Рис.1 Схема исследования прямой ветви ВАХ диода KD102b.

Схема на Рис.1 позволяет учесть влияние приборов. При прямом включении через диод течёт намного больший ток, чем через вольтметр. Амперметр показывает сумму токов через диод и вольтметр.

Рис. 2 Прямая ветвь ВАХ диода KD102b .

Так же получим и ВАХ обратной ветви по схеме на Рис. 3.

Рис.3 Схема для исследования обратной ветви ВАХ диода

Схема на Рис.3 выбрана из соображений, что при обратном включении сопротивление диода очень велико(~RMV) и для того чтобы вольтметр не влиял на измерения, мы его включили параллельно источнику V1.

Рис. 4 Обратная ветвь ВАХ диода KD102b

1.1.1 Расчет параметров модели диода

По полученным данным ВАХ определим параметры модели диода : Is,Rs, N, Ft в МС с помощью блока Given - Find. Экспортировали данные из МС9 в МС. Учтём, что:

где k=1,38х10^-23 ВАс/К – постоянная Больцмана;

q=1,602х10^-19Ас – элементарный заряд;

Т – температура.

Для Т=300К Ut= 25,84мВ.

Рис. 5 Таблица данных прямой ветви ВАХ диода KD102b

На Рис. 5 изображена таблица полученная экспортом данных из МС9 в МС. Первый столбец – напряжение на диоде , второй столбец – ток через диод. Из физических соображений сделаем ограничения расчётные параметры: 1≤N≤2; Rs>0 .

Произведя расчёт параметров модели Рис. 6 внесём полученные данные в МС9 для сравнения точности параметров модели по ВАХ диодов. Создадим запись в R_DIOD.lib для новой модели диода KD102b и назовём его KD102b_MY Рис. 7. Воспользуемся схемой на Рис. 8.