Изучение работы полупроводникового диода, страница 2

Схемы для снятия вольт-амперной характеристики полупроводникового диода на постоянном напряжении для прямого и обратного направлений представлены на рис. 3 и 4.

Для наблюдения выпрямляющего действия полупроводникового диода и его вольт-амперной характеристики на переменном напряжении используется электронный осциллограф. Схема для наблюдения выпрямляющего действия полупроводникового диода представлена на рис. 5. На схеме между точками А и В создается переменное синусоидальное напряжение. Так как диод Д пропускает ток преимущественно только в одном направлении, указанном стрелкой, то в одну половину периода сопротивление диода мало (по цепи течет большой ток) и на сопротивлении R создается значительное падение напряжения. В другую половину периода сопротивление диода велико, ток в цепи мал и падение напряжения на сопротивлений R также мало. В этот полупериод все напряжение вторичной обмотки трансформатора приложено к диоду. Чтобы убедиться в выпрямляющем действии диода, наблюдают с помощью осциллографа формы кривых временной зависимости напряжений на вторичной обмотке трансформатора (между точками А1 и B1), и на сопротивлении R (между точками А1 и С). Схема для наблюдения вольт-амперной характеристики полупроводникового диода с помощью электронного осциллографа представлена на рис. 6. На Х-пластины осциллографа подается напряжение, приложенное к диоду.  На У-пластины  осциллографа подается  на-

 


 


                   С

 


пряжение, пропорциональное току, протекающему через диод. Оно снимается с сопротивления R. При этом луч осциллографа прочертит кривую зависимости тока, протекающего через диод от приложенного к диоду напряжения, т. е. вольт-амперную характеристику исследуемого полупроводникового диода.

Упражнение 1

Снятие вольт-амперной характеристики полупроводникового диода

Приборы и принадлежности: панель с исследуемым полупроводниковым диодом, миллиамперметр, микроамперметр, вольтметр, потенциометры, провода.

Порядок выполнения

1. Собрать схему для снятия вольт-амперной характеристики исследуемого диода при прямом направлении (см. рис. 3). Вольтметр при этом включить на диапазон 0-ЗВ, миллиамперметр — на диапазон 0-100 мА.

2. Поставить движки потенциометров в нулевое положение.

3. Замкнуть переключатель на панели в соответствии со схемой, представленной на рис. 3.

4. Включить питание.

5. Перемещая движки потенциометров, изменять величину приложенного к диоду прямого напряжения от 0 до 0,4 В и через каждые 0,05 В записывать соответствующие значения тока, проходящего через диод. Результаты наблюдений записать в табл.1.

6. Поставить движки потенциометров в нулевое положение, отключить питание.

7. Собрать схему для снятия вольт-амперной характеристики исследуемого диода при обратном направлении (см. рис. 4). Вольтметр при этом оставить включенным на диапазон 0-ЗВ.

8. Замкнуть переключатель на панели в соответствии со схемой, представленной на рис. 4. Включить питание.

9. Перемещая движки потенциометров, изменять величину приложенного к диоду обратного напряжения от 0 до 3В и записывать в табл. 2 соответствующие значения тока через диод.

10. Поставить движки потенциометров в нулевое положение. Отключить питание. Разобрать схему.

Обработка результатов измерений

1. Построить вольт-амперную характеристику исследуемого диода в линейном масштабе на одной координатной сетке, считая прямой ток и напряжение положительными, а обратный ток и напряжение — отрицательными.

2. Построить прямую ветвь вольт-амперной характеристики диода в полулогарифмических координатах, откладывая по оси ординат десятичные логарифмы значений прямого тока, а по ocи абсцисс — напряжение. Сравнить форму полученной зависимости lg I от U с формой аналогичной зависимости, вытекающей из уравнения 1, в случае a = 1 и при комнатной температуре.

3. Рассчитать коэффициент выпрямления по формуле (2) для нескольких напряжений.

Упражнение 2

Наблюдение выпрямляющего действия полупроводникового диода с помощью электронного осциллографа.

Приборы и принадлежности: панель с исследуемым диодом, электронный осциллограф, провода.

Порядок выполнения

1. На клеммы АВ панели с исследуемым диодом надеть штепсельную колодку, соединенную со вторичной обмоткой трансформатора.

2. На передней панели осциллографа ручку «развертка» поставить в положение 20 Гц, а ручку «род работы» — в положение «непр.».

3. На задней панели осциллографа вынуть колодки, соединяющие вход У-усилителя с У-пластинами (две правые колодки), а колодки, соединяющие вход X-усилителя с Х-пластинами, оставить на месте (две левые колодки).

4. В верхние гнезда У-пластин вставить два провода. ВНИМАНИЕ! В нижние гнезда провода вставлять нельзя, так как это может привести к порче осциллографа.

5. Присоединить провода, идущие от У-пластин осциллографа, к выходу вторичной обмотки трансформатора (клеммы A1 и B1 на панели).

6. Включить осциллограф и первичную обмотку трансформатора в сеть.

7. Поставить тумблер осциллографа «сеть» в положение «вкл.». При этом должна загореться лампочка шкалы «калибровка амплитуды».

8. Рукояткой «частота» плавно отрегулировать луч так, чтобы картина на экране осциллографа была неподвижной.