Снять обратную ветвь вах диодов VD1 и VD2.

Собрать схему снятия обратной ветви ВАХ с диодом VD1 (рис. 6, б). Последовательно с диодом включить резистор 100 кОм. Изменяя выходное напряжение источника напряжения, последовательно устанавливать напряжения на диоде 0,5 В, 1 В, 2 В, 5 В, 7 В, 10 В и измерять соответствующие им токи диода.

Аналогично снять обратную ветвь диода VD2. По результатам измерений построить графики обратных ветвей диодов VD1 и VD2 в одной системе координат.

Снять обратную ветвь ВАХ стабилитрона VD3.

Собрать схему снятия обратной ветви ВАХ стабилитрона VD3 (рис. 6, в). Последовательно со стабилитроном включить резистор 620 Ом. Медленно увеличивая выходное напряжение источника питания, добиться увеличения обратного тока стабилитрона до 0,5 мА (стабилитрон входит в режим электрического пробоя) и измерить напряжение на стабилитроне. Далее, изменяя выходное напряжение источника питания, последовательно устанавливать токи стабилитрона 1 мА, 2 мА, 5 мА, 7 мА, 10 мА и измерять соответствующие им напряжения на стабилитроне. По результатам измерений построить график обратной ветви ВАХ стабилитрона.

Определить внутреннее сопротивление измерителя тока для всех использованных при снятии ВАХ пределов измерения (только для РЛ-1).

Для этого из схемы исключить диод, т.е. собрать схему рис. 7, а. Для пределов 20 и 200 мкА последовательно с измерителем тока включить резистор 100 кОм, для остальных пределов – 620 Ом.

Рис. 7. Схемы для определения внутреннего сопротивления миллиамперметра (а) и вольтметра (б)

 

Изменяя напряжение источника питания, установить ток, протекающий через измеритель тока (для удобства можно устанавливать ток, кратный 10, например 10 мА), измерить падение напряжение на измерителе тока и по результатам определить его внутреннее сопротивление.

Определить внутреннее сопротивление вольтметра для всех использованных при снятии ВАХ пределов измерения (только для РЛ-1).

Для этого собрать схему рис. 7. б. Изменяя напряжение источника питания, установить по вольтметру напряжение 10 В (для предела 20 В) или 1 В (для предела 2 В), измерить ток и по результатам измерений определить внутреннее сопротивление вольтметра.

 

Обработка экспериментальных данных

 

1. По измеренным ВАХ определить:

1) сопротивление по постоянному току и дифференциальное сопротивление диодов VD1и VD2 в прямом включении для I_пр= 5 мА;

2) сопротивление по постоянному току и дифференциальное сопротивление диодов VD1 и VD2 в обратном включении для U_обр= -5 В;

3) дифференциальное сопротивление стабилитрона при токах стабилизации 2 мА и 7 мА.

Способы определения дифференциального сопротивления диода по ВАХ показаны на рис. 8.

 

Рис. 8. Определение дифференциального сопротивления диода по ВАХ

2. Использовать результаты измерений для определения параметров математической модели диода (для РЛ-1).

 

Выполнение отчета

 

Отчет по лабораторной работе выполняется индивидуально каждым студентом и должен содержать:

1) название и цель работы;

2) схемы проведения измерений с указанием типов измерительных приборов;

3) параметры исследованных диодов и стабилитрона;

4) графики измеренных ВАХ;

5) результаты обработки экспериментальных данных;

6) выводы по результатам работы.

 

Вопросы для самоконтроля и подготовки к защите

1. Нарисовать энергетические диаграммы p-n-перехода при отсутствии внешнего напряжения, при прямом и обратном включении.

2. Что такое контактная разность потенциалов?

3. Нарисовать ВАХ идеального p-n-перехода и реального диода. Объяснить различия.

4. Нарисовать ВАХ германиевого и кремниевого диода. Объяснить различия.

5. Что такое дифференциальное сопротивление диода? Каким образом оно соотносится с сопротивлением постоянному току?

6. Показать способ определения дифференциального сопротивления диода по его ВАХ.

7. Каким образом и почему изменяются прямое напряжение и обратный ток диода при изменении температуры?

8. Перечислить и кратко охарактеризовать виды пробоя p-n-перехода.

9. Нарисовать схемы снятия прямой и обратной ветвей ВАХ диода. Обосновать способ подключения измерительных приборов.

10. Дать определение стабилитрона, перечислить основные параметры.

11. На чем основано применение стабилитрона для стабилизации напряжения?

12. Нарисовать схему снятия ВАХ стабилитрона, обосновать выбор элементов и способ подключения измерительных приборов.