Исследование полупроводниковых диодов

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

Перечень минимодулей

Название минимодуля	Количество
Выпрямительный диод 1 А	1
Диод Шоттки 1 А	1
Стабилитрон 4,7 В	1
Потенциометр 150 Ом	1
Резистор 10 Ом	1
Резистор 150 Ом	1
Резистор 1 кОм	1

Задание и методические указания                  

1. Предварительное домашнее задание:

а) изучить темы курса «p-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 (Рис. 1). Для измерения анодного тока включить миллиамперметр на пределе 100 мА. Для измерения анодного напряжения использовать мультиметр. Последовательно с диодом включить токоограничительный резистор R=150 Ом.

Рисунок 1 – Схема для исследования выпрямительного диода на постоянном токе при прямом включении диода

 

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

б) собрать схему для снятия обратной ветви ВАХ, переключив диод VD (Рис. 2), снять обратную ветвь ВАХ диода.

 

 

Рисунок 2 – Схема для исследования выпрямительного диода на постоянном токе при обратном включении диода

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

г) собрать схему для получения ВАХ диода на экране осциллографа.

Включить токоограничивающий резистор R=150 Ом. Исследование выпрямительного диода выполняется на переменном токе в соответствии с принципиальной схемой (Рис. 3). Вход Y (CH2) осциллографа подключить к шунту , а корпус осциллографа соединить с общим проводом. Вход X (СН1) 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 направлению.

 

 

Рисунок 3 – Схема для исследования выпрямительного диода

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

3. Экспериментальное исследование диода Шоттки.

Выполнить пункты 2а,в для диода Шоттки, использовав схему (Рис. 1). ВАX 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 R=150 Ом. ВАХ построить на том же рисунке, что и в п.2. Сравнить ВАХ стабилитрона и ВАХ обычного выпрямительного диода. По ВАХ, снятым на постоянном и переменном токе, определить напряжение стабилизации  и дифференциальное сопротивление , сравнить результаты.

5. Экспериментальное исследование светодиодов:

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;

б) схемы соединений для выполненных экспериментов;

в) результаты экспериментальных исследований и проведенных по ним расчетов, помещенные в таблицы;

г) экспериментально снятые и построенные характеристики;

д) обработанные осциллограммы;

е) выводы по работе; в выводах обязательно ответить на контрольные вопросы 11-13.

         Контрольные вопросы:

1. Каковы свойства p-n перехода?

2. Объясните вид ВАХ p-n перехода?

3. Как влияет температура на различные участки ВАХ диода?

4. Как снять по точкам ВАХ диода?

5. Почему на схемах Рис1 и Рис2 по-разному включены измерительные приборы?

6. Как снять ВАХ диода с помощью осциллографа?

7. Какие погрешности можно ожидать при осциллографировании по схеме Рис3?

8. Поясните вид ВАХ стабилитрона?

9. Где рабочий участок на ВАХ стабилитрона?

10.  Как зависит напряжение стабилитрона 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?

15.  Каким образом на экране осциллографа получается изображение периодической функции времени?

 

 

                                                    

 

Практическая работа №6