Характеристики полупроводниковых диодов и стабилитронов. Сопротивление диода постоянному и переменному току, напряжение стабилизации стабилитрона и дифференциальное сопротивление

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра автоматики

Лабораторная работа №1

По дисциплине электроника

Факультет: АВТ                                                              Преподаватель: Жуков А.Б.

Группа: АА-86                                                                                            Ерушин В.П.

Студенты:  Земцов Никита

Касьянова Алиса                                         Дата: 23 марта

Новосибирск

2010

Цель работы:

Изучить характеристики  полупроводниковых диодов и стабилитронов, научиться строить их вольтамперную характеристику для прямой и обратной ветви диода и стабилитрона; определять сопротивление диода постоянному и переменному току, определять напряжение стабилизации стабилитрона и дифференциальное сопротивление. Изучить характеристики и научиться работать с параметрическим стабилизатором напряжения.

Полупроводниковые диоды:

1.Эксперементальное построение ВАХ диода

аналогичная схема для кремниевого диода

1.1.Прямая ветвь:

	E,(В)	0,3	0,5	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ge	Iд,(мА)	0,19	0,48	1,35	3,25	5,19	7,14	9,11	11,08	13,06	15,04	17,02	19
	Uд,(мВ)	206,6	261,5	323,9	377,7	407,5	428,5	444,9	458,5	470,3	480,6	490	498,5
Si	Iд,(мА)	0,03	0,21	1	2,86	4,78	6,73	8,69	10,66	12,64	14,61	16,59	18,57
	Uд,(мВ)	280,8	394,6	499,9	572,3	608,9	633,8	653	668,7	682,1	693,8	704,4	713,9

1.2.Обратная ветвь:

схема для получения обратной ветви аналогична(диод подключен обратно)

2	E,(мВ)	10	20	50	100	200	500	700	800	1000	2000	5000
Ge	Iд,(мкА)	-0,89	-1,65	-3,34	-4,84	-5,78	-5,99	-6,00	-6,00	-6,00	-6,00	-6,01
	Uд,(В)	-0,01	-0,02	-0,05	-0,10	-0,20	-0,50	-0,70	-0,80	-1,00	-2,00	-5,00
Si	Iд,(мкА)	-0,08	-0,15	-0,31	-0,46	-0,57	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60	-0,61
	Uд,(В)	-0,01	-0,02	-0,05	-0,10	-0,20	-0,50	-0,70	-0,80	-1,00	-2,00	-5,00

Подведем итог (1 - Iд=10мА,2 - Iд=1мА):

	Io,(мкА)	Eпр,(мВ)	rпр1,(Ом)	rпр2,(Ом)	Rпр1,(Ом)	Rпр2,(Ом)	rобр,(Ом)	Rобр,(МОм)
Ge	-0,6	382,6	71,3	6,9	308	45,1		5
Si	-6	592,7	66,3	7,1	499,9	66,4		0,5

Вывод:

По полученной таблице видно, что при прямом включении Ge диод лучше, т.к.

сопротивление его меньше а следовательно и потеря энергии меньше, а при обратном включении все наоборот. Сравнивая сопротивления по постоянному и переменному току можно отметить, что сопротивление при прямом включении по переменному току меньше сопротивления по постоянному, для обратного включения все наоборот, это наблюдается как для кремниевого, так и для германиевого диода.

2.Эксперементальное построение обратной ветви ВАХ стабилитрона

	E,В	0,3	0,5	1	2	3	4	5	6	7	8	8,1
Si	Iст обр(мА)	-0,28	-0,41	-0,56	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60	-0,60
	Uст обр (В)	-0,16	-0,30	-0,72	-1,70	-2,70	-3,70	-4,70	-5,70	-6,70	-7,70	-7,80

8,3	8,5	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
-0,60	-0,97	-1,94	-3,90	-5,88	-7,86	-9,85	-11,83	-13,82	-15,81	-17,80	-19,80	-21,79
-8,00	-8,01	-8,03	-8,05	-8,06	-8,07	-8,08	-8,08	-8,09	-8,09	-8,10	-8,10	-8,10

Общий вид ВАХ:

Uстаб=8В;R=13,3КОм

(1 - U=Uстаб/2;2 -2 I=-10мА)

rобр1(Ом)	rобр2(Ом)	Rобр1(КОм)	Rобр2(Ом)
	2,518892	6666,667	807,85

Вывод:

Глядя на общий вид ВАХ видно что при U<Uст изменения тока почти не заметны, это объясняет, что диф. сопротивление при U=Uст/2 очень велико, порядка МОм, а при I=-10мА (U>Uст), ток резко возрастает, поэтому в этой точке диф. сопротивление мало. Аналогичные скачки можно наблюдать и для сопротивления по постоянному току, в тех же точках.

3.Параметрический стабилизатор напряжения

Iнагрузки

Uнагрузки

Iстабилитрона

Iсуммарный

Rнагрузки,(Ом)	Iнаг,(мА)	Uнаг,( В)	Iстаб,(мА)	Iсумм,(мА)
100	49,55	4,95	0,59	50,15
300	26,95	8,09	12,76	39,71
1кОм	8,119	8,11	31,48	39,6

Вывод:

4.Диодные ограничители

         

На входе напряжение с частотой 1Кгц и амплитудой 10 В

Uвх_мах=9,7(В)

Uвых_мах=6,3 (В)

Вывод:

Данная схема ограничивает амплитуду входного сигнала.