Исследование характеристик полупроводникового диода. Оценка погрешности измерений и вычисление параметров ППД

Страницы работы

Содержание работы

Цель работы : исследование характеристик полупроводникового диода (ППД). Оценка погрешности измерений и вычисление параметров ППД.

Приборы и материалы: Для выполнения лабораторной работы используется экспериментальный стенд, амперметр, вольтметр, полупроводниковый диод любого типа, источник питания.

Эксперементальный стенд выполнен в виде платы, по периметру которой размещены потенциометры RP1, RP2 и тумблеры SA1, SA2,SA3.

RP1 используется для грубой установки напряжения, RP2 – для более плавной. Амперметр и вольтметр используются соответственно для измерения тока, протекающего через диод, и напряжения, приложенного к нему.

Диод VD1 (маломощный германиевый диод) подключают к источнику питания через токоограничивающий резистор R1.

Методика выполнения эксперимента.

Последовательность выполнения работы

1.  Установить движки обоих потенциометров в крайнее нижнее положение, когда ток и напряжение имеют нулевые значения.

2.  Для прямого включения диода установить переключатель SA1 в нижнее положение.

3.  Установить движок RP2 в середину

4.  Постепенно перемещая движок потенциометра RP1, измерить ток и напряжение (не мение 10 измерений).

5.  Для обратного включения диода установить переключатель SA1 в верхнее положение. Повторить пункты 3,4ю

6.  Показания приборов занести в таблицу 1.

Таблица 1.Результаты эксперимента

п/п

Прямое включение

Обратное включение

Uпр, В

IA, A10-3

Uобр, В

IA, A10-6

1

0,05

0,04

0.5

11

2

0,1

0,17

1

16

3

0,15

1,6

1,5

24

4

0,2

3

2

30

5

0,25

7

2,5

37

6

0,3

15

3

50

7

0,35

20

3,5

64

8

0,4

60

4

107

9

0,45

110

4,5

140

10

0,5

180

5

200

Обработка результатов измерений.

1.  Вычисление тока через диод. В данной схеме диод и вольтметр включены параллельно, а амперметр с ними последовательно, поэтому ток через диод находим по формуле :

 ,

где  IA– показания амперметра, A;

Id– ток через диод, A;

IV - ток через вольтметр, A.

 ,

где RV  - сопротивление вольтметра (указано на приборе ), Ом.

 .

Данные вычисления заносятся в таблицу 2.

Таблица 2. Расчетные параметры.

п/п

Прямое включение

Обратное включение

Uпр, В

IA, A10-3

IV, A10-3

Id, A10-3

Uобр, В

IA, A10-6

IV, A10-6

Id, A10-6

1

0,05

0,04

0,25

0,21

0.5

11

0,0025

10,998

2

0,1

0,17

0,5

0,33

1

16

0,005

15,995

3

0,15

1,6

0,75

0,85

1,5

24

0,0075

23,99

4

0,2

3

1

2

2

30

0,01

29,99

5

0,25

7

1,25

5,75

2,5

37

0,0125

36,988

6

0,3

15

1,5

13,5

3

50

0,015

49,985

7

0,35

20

1,75

18,25

3,5

64

0,0175

63,983

8

0,4

60

2

58

4

107

0,02

106,98

9

0,45

110

2,25

107,75

4,5

140

0,0225

139,98

10

0,5

180

2,5

177,5

5

200

0,025

199,998

Расчеты смотреть в приложении 1

2.  Построение ВАХ диода. По данным таблицы 2, построить график

зависимости силы тока от напряжения   и .

3.  Расчет дифференциального сопротивления диода. Определите по экспериментальной ВАХ диода значения дифференциального сопротивления для всех точек измерений:

 , то есть   =

Где

Ud’ – это среднеарифметическое значение напряжения, которое вычисляется по формуле:

Данные вычисления заносим в таблицу 3.

Таблица 3.Расчетные значения дифференциального сопротивления диода.

п/п

Прямое включение

Обратное включение

,Ом

Ud’,B

, Ом106

Ud’,B

1

416,7

0,075

0,1

0,75

2

96,2

0,125

0,083

1,25

3

43,5

0,175

0,072

1,75

4

13,3

0,225

0,055

2,25

5

10,5

0,275

0,038

2,75

6

6,5

0,325

0,026

3,25

7

1,3

0,375

0,015

3,75

8

1

0,425

0,012

4,25

9

0,7

0,475

0,008

4,75

Расчеты смотреть в приложении 2

4.  Построение . По данным таблицы 3, построить график зависимости дифференциального сопротивления диода от приложенного напряжения.

5.  Расчет погрешности измерений.

Измерения всегда сопровождаются погрешностью, обусловленной рядом известных и неизвестных причин.

Определите абсолютную погрешность измерений:

 

где 

 – относительная погрешность (КТП). КТП = 1.5%

ΔRi =

Данные вычисления заносим в таблицу 4.

Таблица 4. Результаты расчета погрешностей измерений.

п/п

Прямое включение

Обратное включение

Ud’,B

I’,мА

ΔU, B

ΔI,

A10-3

ΔR,

Ом

Ud’,B

I’,

мкА

ΔU, B

Δ I,

A10-6

ΔR,

Ом

1

0,075

0,21

0,0011

0,003

0,0016

0,75

10,998

0,011

0,165

0,017

2

0,125

0,33

0,0019

0,005

0,0027

1,25

15,995

0,19

0,24

0,028

3

0,175

0,85

0,0026

0,013

0,0037

1,75

23,99

0,36

0,36

0,038

4

0,225

2

0,0034

0,03

0,0048

2,25

29,99

0,45

0,45

0,048

5

0,275

5,75

0,0041

0,086

0,0058

2,75

36,988

0,55

0,55

0,058

6

0,325

13,5

0,0049

0,203

0,0069

3,25

49,985

0,75

0,75

0,071

7

0,375

18,25

0,0056

0,274

0,0079

3,75

63,983

0,96

0,96

0,08

8

0,425

58

0,0064

0,87

0,0091

4,25

106,98

1,605

1,605

0,092

9

0,475

107,75

0,0071

1,616

0,01

4,75

139,98

2,1

2,1

0,1

Расчеты смотреть в приложении 3

Вывод

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0