Задание и методические указания

Цель работы

Изучение характеристик и параметров диодов - выпрямительных, Шоттки, стабилитронов и светодиодов.

Перечень используемых в работе минимодулей:

Задание и методические указания

1)Предварительное домашнее задание:

а) изучить темы курса «р-n переход», «Диоды» и содержание данной работы, быть готовым ответить на все контрольные вопросы;

б) пользуясь принципиальными схемами, приведенными в руководстве, начертить схемы соединений для проведения экспериментов, перечисленных в лабораторной работе;

2) Экспериментальное исследование выпрямительного диода:

а) Собрать схему для исследования выпрямительного диода на постоянном токе в соответствии с принципиальной схемой (см. рис. 1). В качестве источника электропитания использовать регулируе­мый источник постоянного напряжения Е1 (0... 12В) с модуля питания. Для измерения анодного тока включить миллиамперметр постоянного тока с пределом 100 мА. Для измерения анодного напряжения использовать мультиметр. Последовательно с диодом включить токоограничивающий резистор Rl = l50 Ом.

Снять вольтамперную характеристику выпрямительного диода на постоянном токе для прямой ветви (рис. 1) - для снятия характеристик регулировать напряжение на выходе источника питания; результаты измерений занести в таблицу, по которой построить прямую ветвь ВАХ;

б) собрать схему для снятия обратной ветви ВАХ диода VD1 (см. рис. 2); снять обратную ветвь ВАХ диода;

Рис. 2. Схема для снятия обратной ветви ВАХ выпрямительного диода

в) определить параметры диода: максимальное напряжение между анодом и катодом в открытом состоянии U_am при максимальном анодном токе I_max, пороговое напряжение U₀ и дифференциальное сопротивление r_д;

г) собрать схему для получения ВАХ диода на экране осциллографа. Включить токоограничивающий резисторR1 = 150 Oм. Исследование выпрямительного диода выполняется на переменном токе в соответствии с принципиальной схемой (см. рис. 3). Вход Y (СН2) осциллографа подключить к шунту R_ш= 10 Ом, а корпус осциллографа соединить с общим проводом (┴). Вход X (СН1) осциллографа подключить к аноду диода. При этом переключатель развертки осциллографа должен быть переведен в положение X/Y. Светящуюся точку на экране осциллографа поместить в начало координат. Подать питание. Зарисовать ВАХ диода, определить масштабы по току и напряжению;

д) определить по осциллограмме параметры диода: максимальное напряжение между анодом и катодом в открытом состоянии U_am при максимальном анодном токе _Iamax, пороговое напряжение U₀ и дифференциальное сопротивление r_д, сравнить с результатами, полученными на постоянном токе;

3) Экспериментальное исследование диода Шоттки:

Выполнить пункты 2а, в для диода Шоттки, использовав схему на рис. 1. ВАХ построить на том же рисунке, что и в п.2. Сравнить ВАХ и параметры диода Шоттки с параметрами и ВАХ обычного выпрямительного диода.

4) Экспериментальное исследование стабилитрона:

Выполнить пункты 2а, б, г для стабилитрона, включив в схему резистор R1 = 150 О м. ВАХ построить на том же рисунке, что и в п.2. Сравнить ВАХ стабилитрона и ВАХ обычного выпрямительного диода. По ВАХ, снятой на постоянном и переменном токе, определить напряжение стабилизации U _ст и дифференциальное сопротивление r_{д ст} (на участке стабилизации), сравнить результаты.

5) Экспериментальное исследование светодиода:

Собрать схему для исследования прямой ветви ВАХ светодиода на постоянном токе (рис. 1), установив токоограничивающий резистор R=1 кОм; снять ВАХ и построить ее на том же рисунке, что и в п.2. Определить ток, при котором становится заметным свечение.

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать:

а) наименование и цель работы;

6) схемы соединений для выполненных экспериментов;

в) результаты экспериментальных исследований и проведенных по ним

расчетов, помещенные в соответствующие таблицы;

г) экспериментально снятые и построенные характеристики;

д) обработанные осциллограммы;

е) выводы по работе; в выводах обязательно ответить на контрольные

вопросы 11-13.

4. Контрольные вопросы

1. Каковы свойства р-п перехода?

2. Объясните вид ВАХ р-п перехода?

3. Как влияет температура на различные участки ВАХ диода?

4. Как снять по точкам ВАХ диода?

5. Почему на схемах рис. 1 и 2 по-разному включены измерительные приборы?

6. Как снять ВАХ диода с помощью осциллографа?

7. Какие погрешности можно ожидать при осциллографировании по схеме рис. 3?

8. Поясните вид ВАХ стабилитрона.

9. Где рабочий участок на ВАХ стабилитрона?

10. Как зависит напряжение стабилизации от температуры?

11.В чем отличие ВАХ выпрямительного диода, диода Шоттки и светодиода?

12.От чего зависит яркость свечения светодиода?

13.Какой элемент обязателен в схеме индикатора на светодиоде?

14.Каким образом на экране осциллографа получают изображение функциональной зависимости двух напряжений?

Каким образом на экране осциллографа получается изображение периодической функции времени?