1 Лабораторная работа. Исследование статических характеристик полупроводниковых диодов - выпрямительного и стабилитрона

 

Цель работы

– снятие и анализ вольтамперных характеристик  выпрямительного диода и стабилитрона, расчёт статических параметров приборов;

– приобретение навыков работы с диодами и аппаратурой, используемой при исследовании характеристик и измерении параметров приборов.

– приобретение навыков работы со справочной литературой по полупроводниковым диодам.

 

1.1 Предварительная подготовка

 

1.1.1 Предварительно, до выполнения лабораторной работы изучить по рекомендованной литературе теоретические сведения по выпрямительным диодам и стабилитронам.

1.1.2 Изучить задание на лабораторную работу и методические указания к нему.

1.1.3 По справочнику записать паспортные данные и перерисовать характеристики исследуемых типов диодов (типы диодов указываются преподавателем).

 

1.2 Используемые приборы и элементы:

 

– центральный процессор РU–2000;

– печатная плата ЕВ–121;

– цифровой универсальный прибор;

– осциллограф.

 

1.3 Рабочее задание

 

1.3.1 Снять и построить вольтамперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода.

1.2 Снять и построить обратную ветвь ВАХ стабилитрона.

1.3.3 Исследовать влияние нагрузки R_н  на напряжении стабилизации.

1.3.4 Снять временные характеристики U_вх(t) и U_вых(t) однополупериодного выпрямителя при подаче на диод напряжения синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы.

1.3.5 По начальному участку обратной ветви вольтамперной  характеристики полупроводникового диода определить ток насыщения диода.

1.3.6 По обратной ветви вольтамперной характеристики стабилитрона определить напряжение начала лавинного пробоя (напряжение стабилизации).

 

1.4 Методические указания к выполнению работы

 

1.4.1 Вставить печатную плату ЕВ–121 в систему PU–2000.

1.4.2 К п.1.4.1. Собрать схему по рисунку 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1

 

Снять прямую ветвь ВАХ диода I_д=f(U_д).

Результаты измерений записать в таблицу 1

 

Т а б л и ц а 1

UPS-1, B	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U, B
I, mA

 

1.4.3 К п.1.4.1. Собрать схему по рисунку 1.2. Снять обратную ветвь ВАХ выпрямительного диода. Результаты измерений записать в таблицу 2

 

Т а б л и ц а 1

U PS-2, B	–1	–2	–3	–4	–5	–6	–7	–8	–9	–10
U, B
I, mA

 

Рисунок 2

 

Построить ВАХ диода. Прямую и обратную ветвь диода строить на одном графике (можно использовать разные масштабы токов).

1.4.4 К п. 1.4.2.  Собрать схему по рисунку 3. Снять обратную ветвь ВАХ стабилитрона I_ст=f(U_ст) и результаты измерений записать в таблицу 3

 

Т а б л и ц а 3

Uвх , В	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uст., В
Iст., мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3

   

По результатам измерений построить обратную ветвь ВАХ стабилитрона I_ст.=f(U_ст.).

К пункту 1.4.3 Для исследования влияния нагрузки R_н на напряжение стабилизации снять зависимость U_ст.=f(U_вх.)  для разных значений R_н, которое представляет собой  последовательное соединение R₁ и R_V2 и замеряется с помощью омметра при отсоединённой схеме стабилитрона. Изменением сопротивления потенциометра R_V2  последовательно  выставлять 5 значений R_н (800 Ом, 500 Ом, 200 Ом и 100 Ом) и результаты измерений записать в таблицу 4

 

Т а б л и ц а 4

Uвх , В	5	6	7	8	9	10
Uст (при Rн =800 Ом), В
Uст (при Rн =500 Ом), В
Uст (при Rн =200 Ом), В
Uст (при Rн =100 Ом), В
Kст. (%)

 

По результатам измерений построить графики зависимостей U_ст.=f(U_вх.)_Rн. 

 К пункту 1.4.4. Собрать схему по рисунку 4. Подсоединить генератор сигналов на вход схемы. Установить амплитуду на входе схемы 2 В частотой 200 Гц. Осциллограф подключить  на выход схемы к R₃.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4

 

Последовательно подавать на вход выпрямителя синусоидальный, треугольный и прямоугольный сигналы. Зарисовать и сравнить осциллограммы входных и выходных напряжений.

Изменить частоту входного сигнала на f=100 кГц и сравнить с U_вых. при f=200 Гц. Обратить внимание на искажение формы высокочастотного сигнала при прохождении через низкочастотный диод.