Порядок выполнения эксперимента. Цель работы: изучение свойств и характеристик полупроводниковых диодов

Лабораторная работа №1

Цель работы: изучение свойств и характеристик полупроводниковых диодов. Исследование устройств, использующих диоды.

 

Диоды

Общие сведения

Диод – это полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на свойствах одного p-n-перехода. Из большого числа разновидностей диодов наиболее часто применяются выпрямительный диод, использующий вентильное свойство p-n-перехода и стабилитрон, использующий свойство электрического пробоя. Условные обозначения и вольтамперные характеристики выпрямительного диода приведены на рис.1.1, стабилитрона на рис.1.2.

	Рис.1.1
		Рис.1.2

Выпрямительные диоды используются главным образом в выпрямительных устройствах для преобразования переменного напряжения (тока) в постоянное, а стабилитроны – в стабилизаторах – устройствах, предназначенных для стабилизации напряжения.

На рис. 1.3 представлена схема включения и временные диаграммы однополупериодного выпрямителя.

Рис. 1.3

Как видно из временной диаграммы выходного напряжения (U_d) напряжение становится знакопостоянным, но пульсирующим. Для уменьшения пульсаций применяются более сложные схемы (трехфазная мостовая), а также применяются сглаживающие фильтры, в простейшем случае, представляющие собой конденсатор, подключенный параллельно к нагрузке.

 

Экспериментальная часть

 

Задание 1

Снять вольтамперную характеристику выпрямительного диода и стабилитрона в прямом и обратном направлениях.

 

При выполнении экспериментов необходимо внимательно следить за выбором измерительных диапазонов мультиметров!!!

 

Порядок выполнения эксперимента

1. В соответствии со схемой приведенной на рис.1.4 снимите вольтамперную характеристику диода при прямой полярности питающего напряжения I_ПР=f(U_ПР). При измерении использовать мультиметры в режиме измерения постоянного тока с пределами измерения по току - 200 mA и по напряжению - 20 В. Значения занесите в таблицу 1.1а.

Рис.1.4

Таблица 1.1а

 

UПР, В
IПР, мА

 

1. 
   Измените полярность диода, и повторите эксперимент для обратной ветви вольтамперной характеристики. Данные занесите в табл. 1.1б. При измерении использовать мультиметры в режиме измерения постоянного тока с пределами измерения по току - 20 µA и по напряжению - 20 В. Для получения напряжений больше 15 В последовательно с регулируемым источником подключите нерегулируемый источник 15 В по схеме:

 

Таблица 1.1б

 

UОБР, В
IОБР, мкА

 

Точные измерения обратного тока (I_ОБР)возможны только с помощью высокочувствительного мультиметра.

 

1. По данным таблиц 1.1а и 1.1б постройте вольтамперную характеристику выпрямительного диода I=f(U).

 

1. Снимите вольтамперную характеристику стабилитрона и определить его напряжение стабилизации (U_СТ). Работа выполняется аналогично исследованию вольтамперных характеристик выпрямительного диода (пункты 1 и 2) путем замены выпрямительного диода на стабилитрон. При измерении тока при прямом и обратном включении стабилитрона использовать мультиметры в режиме измерения постоянного тока с пределами - 200 mA. Предел измерения по напряжению - 20 В. Результаты измерений записать в таблицах 1.2а и 1.2б.

 

Таблица 1.2а

IПР, мА
UПР, В

 

Таблица 1.2б

IОБР, мА
UОБР, В

 

1. По данным таблиц 1.2а и 1.2б постройте вольтамперную характеристику стабилитрона I=f(U).

 

Задание 2

Исследовать свойства мостового выпрямителя с помощью осциллографа и мультиметра.