Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Электроника»

И.  Г.  ШАХОВ

методические  указания  

к  выполнению лабораторных  работ  

по  дисциплине  «Электроника»

Часть 1

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, U_F, U_RRM). 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)

О к о н ч а н и е   т а б л. 2.1

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