Лабораторная работа №2
Исследование работы выпрямительного диода
Цель работы.
1. Ознакомиться с устройством и назначением выпрямительного диода.
2. Снять вольт-амперную характеристику диода и произвести ее анализ.
Объект и средства испытаний
Объектом испытаний служит диод марки Д242 А (U обр.=100 В, Iток=2А)
В качестве измерительных приборов используются мультиметры.
В качестве источников питания щитовые приборы.
Источник постоянного тока.
Резистор 62 Ом (Rl).
Задание к лабораторной работе.
1 Ознакомиться с порядком выполнения лабораторной работы, краткими теоритическими сведениями.
2. Подготовить в рабочей тетради протокол испытаний.
3. Снять вольтамперную характеристику диода (ВАХ).
Общие сведения
Для изготовления полупроводниковых приборов применяются такие полупроводниковые материалы, как германий и кремний. Чаще всего используются материалы с примесной проводимостью, которая может во много раз превышать их собственную проводимость.
Электронно-дырочный переход - это переходный слой между двумя областями полупроводника с различной электропроводимостью. Условно электронно-дырочный переход обозначается р-п независимо от последовательности расположения областей проводимости полупроводника.
Различают прямое и обратное включение р-п перехода. Прямым называется такое включение р-п перехода, при котором плюс внешнего источника питания прикладывается к р области, а минус - к п области. При таком подключении р-п переход находится в пропускном или открытом состоянии" Запирающее состояние p-n перехода получается, когда к р области прикладывается минус внешнего источника, а к n -плюс.
При прямом включении с ростом внешнего напряжения ослабевает собственное электрическое поле, создаваемое диффундировавшими зарядами, а затем это поле исчезает. Через р-п переход начинает протекать электрический ток, который увеличивается с ростом внешнего напряжения. Этот ток является диффузионным, поэтому он достаточно большой силь1и создается основными для данной зоны -носителями зарядов.
При обратном включении с ростом внешнего напряжения усиливается собственное электрическое поле, которое является запирающем, поэтому через р-п переход начинает протекать электрический ток очень малой величины, так как создается неосновными носителями зарядов.
Полупроводниковый выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного тока в постоянный. Он представляет собой прибор с одним р-п переходом и двумя выводами. Вывод из зоны типа р называется анодным, анодом из зоны типа n - катодным (рис. 2. 1).
Основной характеристикой выпрямительного диода является вольт-амперная характеристика (рис. 2.2). Она представляет со бой зависимость тока от приложенного внешнего напряжения. Эта характеристика имеет две ветви: прямую, снятую при прямом включении, и обратную, снятую при обратном включении.
В зависимости от способа включения диода изменяется его сопротивление. Эту зависимость можно выразить графически (Рис. 2.3).
При прямом включении с ростом напряжения сопротивление диода уменьшается (Кривая 1). При обратном включении с ростом напряжения сопротивление диода увеличивается (Кривая 2). Это связано с тем, что с ростом обратного напряжения ток увеличивается незначительно.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с оборудованием рабочего местами со схемами для снятия вольт- амперной характеристики диода.
2.Собрать схему для снятия прямой ветви вольт-амперной характеристики диода (рис.2.4, 2.5).
3. Предъявить схему преподавателю.
4. Произвести расчеты.
5. Подготовить протокол испытаний и отчет.
После проверки схемы преподавателем включить источник питания. С помощью потенциометров Rl и R2 увеличивать напряжение от О и измерять величину тока. Результаты замеров занести в табл. 2.1.
Для снятия обратной ветви вольт-амперной характеристики диода необходимо собрать схему (Рис. 2.5)
После проверки схемы преподавателем включить источник питания. С помощью потенциометра R увеличивать напряжение от О и измерять величину тока. Результаты замеров занести в табл. 2.2.
Контрольные вопросы
1. Как изменяются ток и сопротивление при увеличении прямого напряжения?
2. Как изменяются ток и сопротивление при увеличении обратного напряжения?
3. При каком включении сопротивление диода больше (при прямом или обратном)?