Лабораторная работа № 1 Исследование…

Лабораторная работа № 1
Исследование выпрямительного полупроводникового диода
1. Цель работы
Изучение конструкции, принципа функционирования, основных свойств и параметров выпрямительных диодов по их вольт-амперным характеристикам.
2. Теоретические сведения
Полупроводниковый диод — это прибор с одним p-n-переходом, образующимся при контакте двух областей полупроводника с различными типами проводимости: дырочной и электронной.
По функциональному назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные и специальные. Выпрямительные диоды используют вентильные свойства p-n-перехода ( односторонняя проводимость ) и применяют в выпрямителях переменного тока. Специальные типы диодов ( стабилитроны, варикапы, туннельные и др.) используют иные свойства p-n-перехода, как: явление пробоя, барьерной емкости, отрицательного дифференциального сопротивления и др.
3. Задания и порядок выполнения лабораторной работы
3.1.Исследовать ВАХ полупроводникового выпрямительного диода.
Схема исследования прямой ветви ВАХ диода с помощью Electronics Workbench (ЕWB) приведена на рис.1.4.
Для этого необходимо:
1. Активировать значок системы EWB.
2. В окне, с именем Electronics Workbench, на рабочее поле переместить графические изображения батареи, переменного сопротивления, диода, земли, вольтметра, амперметра, узловых точек. Символы земли и батареи находятся на панели с именем Sources, символы переменного резистора и узловых точек — на панели с именем Basic, диода — на панели с именем Diodes, вольтметра и амперметра — на панели с именем Indicators. На панели с именем Diodes выбрать тип исследуемого диода. После двойного щелчка мыши на символе диода открывается панель с именем Diode Properties. На этой панели выбрать имя библиотеки (Library). В нашем примере выбрана библиотека с именем Philips, в правом окне — модель диода, в нашем примере BA220. Нажать кнопку ОК.
3. Включается тумблер, расположенный справа в верхней части окна.
4. С помощью переменного сопротивления, включенного по схеме делителя напряжения, устанавливается необходимое значение напряжения на диоде. Для перемещения движка сопротивления необходимо сначала настроить параметры переменного сопротивления. Двойным щелчком мыши на символе переменного сопротивления открыть панель с именем Potentiometer Properties. В этой панели можно изменять величину сопротивления. В окне Setting установить исходное положение движка в процентах. В окне с именем Key записать символ ключа R. После установки параметров потенциометра нажать кнопку ОК.
5. Для увеличения величины напряжения, снимаемого с делителя, необходимо нажать на клавишу Shift и клавишу R, а для ее уменьшения — нажать на клавишу R.
6. Координаты точек вольт-амперной характеристики снять с помощью вольтметра и амперметра.
7. Изменять прямое напряжение диода в пределах, указанных в табл. 1.1, фиксируя значения тока через каждые (0,1 … 0,05) В.
ВАХ диода можно получить в режиме вариации параметров напряжения или тока — DC Sweep.
Воспроизведем принципиальную электрическую схему (рис.1.5.) в компьютерной среде EWB (диод BA220 фирмы Philips), обозначим номера узлов схемы, для чего следует использовать путь (Circuit Schematic Options Show Nodes OK).
Определим прямую ветку ВАХ диода при вариации параметров источника питания: (Analysis DC Sweep). Для этого в диалоговом окне DC Sweep сделайте установки, отвечающие изменению напряжения на диоде от 0 до 0,6 В с шагом 0,01 В. Точка наблюдения (1) – потенциальная точка измерения напряжения на диоде. Далее щелчок клавиши моделирования (Simulate).
В открытом диалоговом окне – результаты анализа (Analysis Graphs) будет изображен график ВАХ диода. На горизонтальной оси графика отложено напряжение на диоде, а на вертикальной – ток через него. Сделать клик на значке для нанесения сетки на график ВАХ. Количество клеток сетки можно устанавливать по вертикали и горизонтали независимо в диалоговом окне – параметры графика (Graph Properties).
3.3. По снятой ВАХ или таблицам, определить статическое и дифференциальное сопротивление диода в рабочих точках.
Статическое и дифференциальное сопротивление диода рассчитать: в прямом включении в точке для Uпр =0,55В и при обратном включении для Uобр =5В.
3.4. Смоделировать схему однополупериодного выпрямителя на диоде (рис. 1.6).
3.5. Проанализировать результаты экспериментов и сделать выводы.
4. Содержание отчета
4.1. Название и цель лабораторной работы.
4.2. Схемы исследования выпрямительного диода.
4.3. Таблицы с результатами измерений прямой и обратной ветви ВАХ.
4.4. ВАХ диода.
4.5. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Что такое p-n-переход?
2. Объясните причины возникновения потенциального барьера p-n-перехода.
3. Изобразите структуру диода и его схемное обозначение.
4. Напишите уравнение ВАХ диода и объясните его.
5. Как зависит высота потенциального барьера p-n-перехода от величины и знака приложенного напряжения и от температуры?
6. Как определяют статическое и дифференциальное сопротивление диода в рабочей точке и как соотносятся их величины?
7. Поясните характер и типы пробоя диода.
8. Перечислите типы диодов по назначению и дайте краткую характеристику областям их применения.
9. Как температура влияет на ток диода?
10. Приведите схему и объясните работу однополупериодного выпрямителя.
11. Назовите три максимально допустимых параметров выпрямительного диода.

Анна

Исследования ученых о взаимосвязи ума и красоты говорят о том, что умные люди – красивые!

Задать вопрос

Представленная информация была полезной?

ДА

86.75%

НЕТ

13.25%

Проголосовало: 249

или напишите нам прямо сейчас:

⚠️ Пожалуйста, пишите в MAX или заполните форму выше.

В России Telegram и WhatsApp блокируют - сообщения могут не дойти.

Написать в MAXНаписать в TelegramНаписать в WhatsApp

Отзывы наших клиентов

1 2 ... 12 ►