Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Электроника»

Страницы работы

26 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

 

И.  Г.  ШАХОВ

методические  указания  

к  выполнению лабораторных  работ  

по  дисциплине  «Электроника»

Часть 1

 
ОМСК  2010

Лабораторная работа 1

полупроводниковыЕ  диодЫ

Ц е л ь   р а б о т ы: изучить назначение, конструкцию, свойства диодов; получить практические навыки определения параметров и характеристик силовых полупроводниковых диодов.

2.1. Краткие теоретические сведения

Полупроводниковые диоды являются простейшими полупроводниковыми приборами, их работа основана на процессах протекания тока между двумя областями p- и n-типа, т. е. в p-n-переходе. Полупроводниковый диод (полупроводниковый прибор)  имеет один электронно-дырочный переход, два вывода и проводит ток в одном направлении. Вывод полупроводникового диода от p-области называется анодом, а вывод от n-области – катодом. Диод пропускает электрический ток, если потенциал на аноде больше, чем на катоде.

Основные электрические, тепловые, механические и другие свойства диодов определяются их параметрами и характеристиками. Параметры диодов делятся на предельно допустимые и характеризующие.

Предельно допустимое значение – это такое значение параметра диода, превышение которого может привести к повреждению прибора. Характеризующий параметр – это значение параметра, которое отражает определенное свойство диода. Параметр прибора для импульсных, средних, постоянных и действующих значений обозначается прописной буквой курсивного начертания (например, U, I), для мгновенных значений и изменяющихся во времени – строчной буквой (например,  i, j), подстрочные индексы – прописными буквами (например, UF, URRM). Термины, определения и буквенные обозначения параметров определяются ГОСТ 25529-82. Основные параметры диодов и их буквенное обозначение приведены в табл. 2.1.

Полупроводниковые диоды (выпрямительные, стабилитроны, туннельные, обращенные и т. д.) относятся к классу полупроводниковых приборов, применяющихся при построении электронных устройств, систем управления, радиотехнических и вычислительных комплексов.

Т а б л и ц а   2.1

Основные буквенные обозначения диодов (ГОСТ 25529-82)

Термин

Буквенное

обозначение

Определение

русское

между-народное

1

2

3

4

Постоянное прямое напряжение

Uпр

UF

Постоянное значение прямого напряжения при заданном прямом токе

Импульсное прямое напряжение

Uпр. и

UFM

Наибольшее мгновенное значение прямого напряжения, обусловленное импульсным прямым током заданного значения

Среднее прямое напряжение

Uпр. ср

UF(AV)

Среднее за период значение прямого напряжения при заданном среднем прямом токе

Постоянное обратное напряжение

Uобр

UR

Импульсное обратное напряжение

Uобр. и

URM

Наибольшее мгновенно значение обратного напряжения

Повторяющееся импульсное обратное напряжение

Uобр. и. п

URRM

Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, включая повторяющиеся переходные напряжения

Рабочее импульсное обратное напряжение

Uобр и. р

URWM

Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения без учета повторяющихся и неповторяющихся переходных напряжений

Неповторяющееся импульсное обратное напряжение

Uобр и.нп

URSM

Наибольшее мгновенное значение неповторяющегося переходного обратного напряжения

Пробивное напряжение

Uпроб

U(BR)

Значение обратного напряжения, вызывающего пробой перехода, при котором обратный ток достигает заданного значения

Постоянный прямой ток

Iпр

IF

О к о н ч а н и е   т а б л. 2.1

1

2

3

4

Импульсный прямой ток

Iпр и

IFМ

Наибольшее мгновенное значение прямого тока, исключая повторяющиеся и неповторяющиеся переходные токи

Средний прямой ток

Iпр ср

IF(AV)

Среднее за период значение прямого тока

Ударный прямой ток

Iпр уд

IFSM

Ток, при протекании которого превышается максимально допустимая эффективная температура перехода, но который за время службы выпрямительного диода повторяется редко с ограниченным числом повторений и вызывается необычными условиями работы устройства

Постоянный обратный ток

Iобр

IR

Повторяющийся импульсный обратный ток

Iобр. и. п

IRRM

Значение обратного тока, обусловленного повторяющимся импульсным обратным напряжением

Дифферен-циальное сопротивление

rдиф

r

Отношение малого приращения напряжения к малому приращению тока при заданном режиме

Прямая рассеиваемая мощность

Pпр

PF

Значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого тока

Обратная рассеиваемая мощность

Pобр

PR

Значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании обратного тока

Средняя прямая рассеиваемая мощность

Pпр. ср

PF(AV)

Произведение мгновенных значений прямого тока и прямого напряжения

Средняя обратная рассеиваемая мощность

Pобр. ср

PR(AV)

Произведение мгновенных значений обратного тока и обратного напряжения выпрямительного диода

Температура перехода

Тп

Тj

Теоретическая температура, основанная на упрощенном представлении тепловых и электрических свойств прибора

2.1.2. Диоды информационной электроники

Классификация и УГО полупроводниковых диодов приведены на рис. 2.1 и определяется ГОСТ 2.730-73.

Выпрямительный диод – полупроводниковый диод, в котором используется свойство p-n-перехода – односторонняя проводимость. В информационной электронике применяются диоды малой и средней мощности с максимально допустимым средним прямым током менее 10 А. Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты. Вольт-амперная характеристика выпрямительных диодов приведена на рис. 2.2.


Рис. 2.1. Классификация полупроводниковых диодов

Обратный ток для диодов информационной электроники широкого применения измеряется в микроамперах, и его, как правило, можно не принимать во внимание до тех пор, пока обратное напряжение на диоде не достигнет значения напряжения пробоя. Прямое падение напряжения, обусловленное прямым током через диод, составляет 0,2 – 0,8 В, таким падением напряжения можно пренебречь, и тогда диод можно рассматривать как проводник, пропускающий ток только в одном направлении. Помимо выпрямительных диодов широко применяются диоды, у которых используются различные свойства p-n-перехода.

Полупроводниковый стабилитрон – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области электрического пробоя на обратной ветви ВАХ p-n-перехода незначительно зависит от тока. Стабилитроны и стабисторыпредназначены для стабилизации уровня напряжения при изменении значения протекающего через них тока. Рабочий участок стабилитронов – обратная часть вольт-амперной характеристики, у стабисторов – прямой

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0