Задание 1. Снять по точкам статическую Вольтамперную характеристику (ВАХ) диода
1.1.Снять прямую ветвь ВАХ диода на основе кремния (1N914). Для ее измерения собрать схему (рис.3.1).
Табл.1
| Iпр(mA) | |||||||
| Uпр(В) | 0,452 | 0,471 | 0,491 | 0,502 | 0,511 | 0,517 |
Табл.2
| Iобр(мкА) | 
| 1,78 | 3,553 | 3,554 | 
| 7,1 | |
| Uобр(В) |
Последовательно устанавливая значения прямого тока Iпр диода, задаваемого током источника тока, равным: 0 – 10мА, запишите значения напряжения Unp и тока Iпр диода в табл.1.
1.2. Снять обратную ветвь ВАХ диода на основе кремния (1N914). Собрать схему (рис.3.2). Переверните диод. Последовательно устанавливая ЭДС источника равными 0 – 50 В, запишите значения тока Iобр и напряжения Uобр в табл.2.
1.3. По полученным данным постройте графики Iпр (Unp) и Iобр (Uобр).
1.4. Рассчитать дифференциальное сопротивление диода по графику прямой ветви ВАХ по формуле Rдиф= ∆U/∆I│Iпр=const, при Iпр = 8 мА. Проделайте ту же процедуру для Iпр = 4 мА, Iпр = 2 мА и Iпр =0.5 мА. Результаты расчетов запишите в отчет: Rдиф= ∆U/∆I│Iпр=8мА=__. Построить график зависимости Rдиф= f (Iпр).
1.5. Вычислите статическое сопротивление диода на постоянном токе по формуле Rcтат= U0/I0 при I0 = 8 мА и занесите результат в отчет.
1.6. Вычислить дифференциальное сопротивление диода при обратном напряжении 5, 10В и запишите результаты в отчет.
1.7. Исследовать статическую ВАХ диода на основе германия. Повторить пункты 1.1 – 1.6 для диода mbrd835.
Задание 1.1. Снять по точкам статическую Вольтамперную характеристику (ВАХ) диода
1.1.1. Снять прямую ветвь ВАХ диода на основе германия (mbrd835). Для ее измерения собрать схему (рис.3.1.1).
Табл.1.1
|
|
| Iпр(mA) | |||||||
| Uпр(В) | 0,137 | 0,156 | 0,174 | 0,185 | 0,193 | 0,199 |
Табл.2.1
| Iобр(мкА) | 6,55 | 8,88 | 7,1 | ||||
| Uобр(В) |
Последовательно устанавливая значения прямого тока Iпр диода, задаваемого током источника тока, равным: 0 – 10мА, запишите значения напряжения Unp и тока Iпр диода в табл.1.1
1.2.1. Снять обратную ветвь ВАХ диода на основе германия (mbrd835). Собрать схему (рис.3.2.1). Переверните диод. Последовательно устанавливая ЭДС источника равными 0 – 50 В, запишите значения тока Iобр и напряжения Uобр в табл.2.1
1.3.1. По полученным данным постройте графики Iпр (Unp) и Iобр (Uобр).
1.4.1. Рассчитать дифференциальное сопротивление диода по графику прямой ветви ВАХ по формуле Rдиф= ∆U/∆I│Iпр=const, при Iпр = 8 мА. Проделайте ту же процедуру для Iпр = 4 мА, Iпр = 2 мА и Iпр =0.5 мА. Результаты расчетов запишите в отчет: Rдиф= ∆U/∆I│Iпр=8мА=__. Построить график зависимости Rдиф= f (Iпр).
1.5.1. Вычислите статическое сопротивление диода на постоянном токе по формуле Rcтат= U0/I0 при I0 = 8 мА и занесите результат в отчет.
1.6.1. Вычислить дифференциальное сопротивление диода при обратном напряжении 5, 10В и запишите результаты в отчет.
Задание 2. Снять статическую вольтамперную характеристику (ВАХ) диода используя осциллограф
Это наиболее быстрый и удобный способ исследования ВАХ, непосредственно наблюдая ее на экране осциллографа.
2.1. Собрать схему, приведенную на рис.3.3.
2.2. Получить на экране осциллографа изображение ВАХ. Для этого: на выходе генератора установить треугольный сигнал с амплитудой 10В, частотой 10Гц и скважностью 50%.
|
|
Осциллограф поставить в режим В/А. При таком подключении координата точки луча по горизонтальной оси осциллографа будет пропорциональна напряжению, подаваемому на А-вход, а по вертикальной – току через диод. Поскольку напряжение в вольтах на резисторе 1 Ом численно равно току через диод в амперах (I=U/R=U/1=U), по вертикальной оси можно непосредственно считывать значения тока. Это и позволит получить вольтамперную характеристику непосредственно на экране осциллографа. Таким образом, ток и напряжение в каждой точке ВАХ вычисляются из соотношений: I = Y Ky.канВ, U= X Ky.канА, где Y, X &nb– координата точки луча, в делениях шкалы осциллографа; Ky.канА, Ky.канВ – масштабные множители осциллографа по оси Y каналов А и В, причем в размерности множителя канала В Ky.канВ 1мВ соответствует 1мА.
Подобрать значения Ky.канА, Ky.канВ так, чтобы луч не выходил за пределы экрана, а изображение ВАХ было по возможности максимальным. Осевые линии на сетке экрана совпадают с осями ВАХ.
2.3. Снять статическую ВАХ диода в режиме большого сигнала, когда амплитуда сигнала превышает максимальное допустимое обратное напряжение, т.е. Um>|Uобр.max|.
Установить на выходе генератора треугольный сигнал с амплитудой 40В, смещением –10В, частотой 1Гц и получить на экране осциллографа изображение ВАХ (рис.3.4.).
Рис.3.4.
Зарисовать в отчет статическую ВАХ с нанесением по осям координат масштабов соответствующих значениям токов и напряжений. Определить максимальное допустимое обратное напряжение (Uобр.max=__).
Uобр.max= 44,963 В.
|
|
2.4. Снять статическую ВАХ диода на основе германия mbrd835 в режиме малого сигнала. Установить на выходе генератора треугольный сигнал с амплитудой 5В, смещением 0В, частотой 1Гц и получить на экране осциллографа изображение ВАХ (рис.3.5.).
Рис.3.5.
Обратите внимание на изгиб ВАХ. Измерьте и запишите в отчет величину напряжения изгиба для диода на основе германия mbrd835 (Uизг.Ge=__). Напряжение изгиба определяется из вольтамперной характеристики диода, смещенного в прямом направлении, для точки, где характеристика претерпевает резкий излом.
Uизг.Ge= 150,187 мВ.
Рис.3.6.
Повторить задание для диода (рис.3.6) на основе кремния 1N914 (Uизг.Si=__).
Uизг.Si = 541,045 мВ.
Рис.3.7.
2.5. Исследовать начальный участок обратной ветви ВАХ диодов на основе Ge и Si по схеме на рис.3.7. Установить на выходе генератора треугольный сигнал с амплитудой 5В, смещением 0В, частотой 1Гц и получить на экране осциллографа изображение ВАХ.
Измерить величины обратных токов (Iобр. Ge =__, Iобр. Si =__).
Iобр. Ge = 6,08 мкА.
Iобр. Si = 66,951 пА.
Задание 3. Исследовать статическую вах стабилитрона
Рис.3.8.
3.1. Собрать схему (рис. 3.8.). Установить на выходе генератор треугольный сигнал с амплитудой 25В, смещением –10В, частотой 1Гц и получить на экране осциллографа изображение ВАХ
3.2. Зарисовать в отчет статическую ВАХ с нанесением по осям координат масштабов соответствующих значениям токов и напряжений. Показать на ВАХ рабочий участок и определить напряжение стабилизации (Uст=__). Для получения более детального изображения ВАХ на экране осциллограф перевести в режим увеличенного экрана –Expand.
Uст = 5,112 В.
3.3. Рассчитать дифференциальное сопротивление стабилитрона (Rдиф=__) на середине рабочего участка.
Задание 4. Исследовать работу параметрического стабилизатора напряжения (рис.3.9.)
4.1. собрать схему для исследования параметрического стабилизатора напряжения (рис.3.10.).
4.2. Измерить напряжение V2 на выходе схемы и токи во всех ветвях A1, A2, A3 при различных сопротивлениях нагрузки Rn. Результаты измерений занести в таблицу 3.
Таблица 3.
| Rn(кОм) | ∞ | 0,5 | 0,3 | 0,1 | ||
| V2(B) | 5,069 | 5,064 | 5,058 | 5,04 | 4,615 | 1,818 |
| а1(мА) | ||||||
| А2(мА) | 
| 2,532 | 5,059 | |||
| А3(мА) | 9,883 | 4,878 | 
| 
|
4.3. Построить нагрузочную характеристику Uвых=F(Rn). Определить интервал значений сопротивлений Rn при которых схема успешно стабилизирует выходное напряжение.
Rn принадлежит интервалу от 0 до 15 кОм
Задание 5. Исследовать работу выпрямителя
Рис.3.11.
5.1. Собрать схему (рис.3.11)однополупериодного выпрямителя.
Зарисовать временные диаграммы:1. Входного напряжения; 2. Выходного напряжения; 3. Напряжения на диоде (как разницу входного и выходного).
Обьяснить процесс однополупериодного выпрямления.
Рис.3.12.