1629382633-aba95018592c3fe620ed8ab3c3195db0 (Методичка для ЛР "Исследование полупроводниковых диодов")

Лабораторная работа № 1«Исследование полупроводниковых диодов»1. Цель работыИзучение полупроводниковых диодов (германиевого и кремниевого) истабилитрона путём снятия прямой и обратной ветви статических вольтамперных характеристик (ВАХ). Исследование простейшего стабилизатора напряжения.ВведениеОдним из основных способов исследования полупроводниковых приборов является снятие вольт-амперных характеристик (ВАХ). ВАХ называется зависимость тока от приложенного напряжения. Одной из основных задач даннойлабораторной работы является приобретение навыков снятия вольт- амперныххарактеристик полупроводниковых приборов.На рисунке 1 изображены графики ВАХ резисторов.

Эти графики наглядно иллюстрируют закон Ома I=U/R. Из графиков видно, что сопротивление резистора R1<R2<R3. Т.е. чем меньше сопротивление, тем быстрей растет ток(характеристика растет более круто). Таким образом, по наклону ВАХ можносудить о сопротивлении исследуемого элемента при заданном напряжении навходе. Схема для снятия ВАХ резистора изображена на рисунке 2. При исследовании полупроводникового диода снимается ВАХ при прямом и обратномсмещении.

Форма вольт-амперной характеристики диода при прямом включении приведена на рисунке 3, при обратном на рисунке 4.2. Порядок выполнения2.1. Снятие вольтамперных характеристик диодов при прямом включенииОписание схемы44При прямом включении диода на его анод подаётся положительноенапряжение.

В схеме измерений, изображённой на рис.1, положительное смещение подаётся с регулируемого источника Е1. Ток, протекающий через исследуемый диод, измеряется амперметром PА1. Напряжение на диоде измеряетсявольтметром PV1.1. Ограничительное сопротивление Rогр предохраняет исследуемый диод от пробоя.Используемые приборы:Е1 – источник напряжения Е1, расположенный на сменном блоке;PA1 – в качестве амперметра используется мультиметр, включенный врежим измерения постоянного тока;PV1.1 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;VD – кремниевый диод FR307 или германиевый диод 1Д507А.RогрPА1100 Ом+Е1–VDPV1.1Рис.1.

Схема измерения при снятии прямой ветви ВАХ2.1.1. В соответствии с монтажной схемой, представленной на рис.2, соберите схему измерений. В схеме в качестве VD используйте кремниевый диодFR307.55Рис.2. Схема соединений для снятия прямой ветви ВАХ2.1.2. Установите пределы измерений:1) амперметра PA1 – 20 мА постоянного тока (A=),2) вольтметра PV1.1.

– 2 В. Тумблер переключения режимов работывольтметра установите в положение измерения постоянных величин (=).2.1.3. Ручки управления выходным напряжением источника E1 повернитепротив часовой стрелки до упора. Собранную схему покажите преподавателю.2.1.4.

После проверки преподавателем собранной схемы включите установку, сменный блок и используемые приборы.2.1.5. При снятии характеристики, регулируя напряжение источника Е1,устанавливается напряжение на диоде в соответствии с табл.1. и записываетсязначение тока через диод, измеренное амперметром PА1.Пошаговая инструкция измерений:1) регулируя напряжение источника Е1, установите 0,1В на вольтметреPV1.1;2) Запишите значение амперметра PA1 в таблицу 1 для исследуемого диода. Если амперметр показывает перегрузку (1 в левом части циферблата), топереключите предел на 200 мА постоянного тока (A=).663) повторите пункты 1 и 2 для следующего значения напряжения PV1.1.из таблицы 1.2.1.6. Замените кремниевый диод FR307 на германиевый диод 1Д507А.Проведите аналогичные измерения прямой ветви ВАХ. Результаты измеренийзанесите в таблицу 1.Таблица 1U, В(PV1.1.)0,10,20,30,350,40,450,50,550,60,7Iд, мАкремниевый(PA1)Iд, мАгерманиевый(PA1)2.2 Снятие ВАХ характеристик диодов при обратном включенииОписание схемыПри обратном включении диода на его катод подаётся положительноенапряжение.

В схеме измерений, изображённой на рис.2, положительное смещение подаётся с регулируемого источника Е2. Ток протекающий через исследуемый диод измеряется амперметром PА1. Напряжение на диоде измеряетсявольтметром PV1.1. Ограничительное сопротивление Rогр предохраняет исследуемый диод от пробоя при неправильном включении.Используемые приборы:Е2 – источник напряжения Е2, расположенный на сменном блоке;77PA1 – в качестве амперметра используется мультиметр, включенный врежим измерения постоянного тока;PV1.1 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;VD – кремниевый диод FR307 или германиевый диод 1Д507А.RогрPА1100 Ом+VDPV1.1.–Е2Рис.2. Схема измерения при снятии обратной ветви ВАХ2.2.1.

В соответствии с монтажной схемой, представленной на рис.2, соберите схему измерений. В схеме в качестве VD используйте кремниевый диодFR307.Рис.3. Схема соединений для снятия обратной ветви ВАХ2.2.2. Установите пределы измерений:1) амперметра PA1 – 2 мА постоянного тока (A=),882) вольтметра PV1.1 – 200 В. Тумблер переключения режимов работывольтметра установите в положение измерения постоянных величин (=).2.2.3.

Ручки управления выходным напряжением источника E2 повернитепротив часовой стрелки до упора. Собранную схему покажите преподавателю.2.2.4. После проверки преподавателем собранной схемы включите установку, сменный блок и используемые приборы.2.2.5. Пошаговая инструкция измерений:1) регулируя напряжение источника Е2, установите 1В на вольтметреPV1.1;2) Запишите значение амперметра PA1 в таблицу 2 для исследуемого диода.3) повторите пункты 1 и 2 для следующего значения напряжения PV1.1.из таблицы 2.2.2.6. Замените кремниевый диод FR307 на германиевый диод 1Д507А.Проведите аналогичные измерения обратной ветви ВАХ. Результаты измеренийзанесите в таблицу 2.Таблица 2U, В(PV1.1.)12468101214161819Iд, мкАкремниевый(PA1)Iд, мкАгерманиевый(PA1)2.3.

Снятие вольтамперной характеристики стабилитрона при прямомвключении99Описание схемыПри прямом включении стабилитрона на его анод подаётся положительное напряжение. В схеме измерений, изображённой на рис.3, положительноесмещение подаётся с регулируемого источника Е1. Ток протекающий через исследуемый стабилитрон измеряется амперметром PА1. Напряжение на стабилитроне измеряется вольтметром PV1.1. Ограничительное сопротивление R огрпредохраняет исследуемый стабилитрон от пробоя.Используемые приборы:Е1 – источник напряжения Е1, расположенный на сменном блоке;PA1 – в качестве амперметра используется мультиметр, включенный врежим измерения постоянного тока;PV1.1 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;VD – стабилитрон Д814.RогрPА1100+Е1–VDPV1.1Рис.3. Схема измерения при снятии прямой ветви ВАХ2.3.1.

В соответствии с монтажной схемой, представленной на рис.2, соберите схему измерений. В схеме в качестве VD используйте стабилитронД814.1010Рис.2. Схема соединений для снятия прямой ветви ВАХ2.3.2. Установите пределы измерений:1) амперметра PA1 – 20 мА постоянного тока (A=),2) вольтметра PV1.1 – 2 В. Тумблер переключения режимов работывольтметра установите в положение измерения постоянных величин (=).2.3.3. Ручки управления выходным напряжением источника E1 повернитепротив часовой стрелки до упора.

Собранную схему покажите преподавателю.2.3.4. После проверки преподавателем собранной схемы включите установку, сменный блок и используемые приборы.2.3.5. При снятии характеристики, регулируя напряжение источника Е1,устанавливается напряжение на стабилитроне в соответствии с табл.3. и записывается значение тока через стабилитрон, измеренное амперметром PА1.Пошаговая инструкция измерений:1) регулируя напряжение источника Е1, установите 0,1В на вольтметреPV1.1;2) Запишите значение амперметра PA1 в таблицу 3 для исследуемого диода.

Если амперметр показывает перегрузку (1 в левом части циферблата), топереключите предел на 200 мА постоянного тока (A=).11113) повторите пункты 1 и 2 для следующего значения напряжения PV1.1.из таблицы 3.Таблица 3U, В(PV1.1)0,10,20,30,350,40,450,50,550,6Iс, мА(PA1)2.4. Снятие вольтамперной характеристики стабилитрона при обратномвключенииОписание схемыПри обратном включении стабилитрона на его катод подаётся положительное напряжение.

В схеме измерений, изображённой на рис.4, положительное смещение подаётся с регулируемого источника Е2. Ток протекающий черезисследуемый стабилитрон измеряется амперметром PА2. Напряжение на стабилитроне измеряется вольтметром PV1.2. Ограничительное сопротивлениеRогр предохраняет исследуемый стабилитрон от пробоя при неправильномвключении.Используемые приборы:Е2 – источник напряжения Е2, расположенный на сменном блоке;PA1 – в качестве амперметра используется мультиметр, включенный врежим измерения постоянного тока;PV1.1 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;PV1.2 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;VD – стабилитрон Д814.1212RогрPА11 кОм+PV1.1VDPV1.2–Е2Рис.4.

Схема измерения при снятии обратной ветви ВАХ2.4.1. В соответствии с монтажной схемой, представленной на рис.2, соберите схему измерений. В схеме в качестве VD используйте стабилитронД814.Рис.3. Схема соединений для снятия обратно ветви ВАХ2.4.2. Установите пределы измерений:1) амперметра PA1 – 20 мА постоянного тока (A=),2) вольтметров PV1.2 и PV1.2 – 20 В. Тумблеры переключения режимовработы вольтметров установите в положение измерения постоянных величин(=).13132.4.3. Ручки управления выходным напряжением источника E2 повернитепротив часовой стрелки до упора. Собранную схему покажите преподавателю.2.4.4.

После проверки преподавателем собранной схемы включите установку, сменный блок и используемые приборы.2.4.5. Пошаговая инструкция измерений:1) регулируя напряжение источника Е2, установите 1В на вольтметреPV1.2;2) Запишите значение амперметра PA1 в таблицу 4 для исследуемого диода.3) повторите пункты 1 и 2 для следующего значения напряжения PV1.2.из таблицы 4.Таблица 4E2, В(PV1.2)02468101214161819Uст, В(PV1.1)Iст,мА(PA1)2.5. Исследование простейшего стабилизатора напряженияОписание схемыСхема для исследования простейшего стабилизатора напряжения, изображена на рис.5.

Схема питается от источника Е2 и отличается от предыдущейсхемы наличием сопротивления нагрузки Rн, подключённого параллельно стабилитрону, и амперметром PA1, включённого последовательно с сопротивлением нагрузки.Используемые приборы:Е2 – источник напряжения Е2, расположенный на сменном блоке;1414PA1 – в качестве амперметра используется мультиметр, включенный врежим измерения постоянного тока;PA2 – в качестве амперметра используется мультиметр, включенный врежим измерения постоянного тока;PV1.1 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;PV1.2 – вольтметр расположенный на средней верхней панели установки;VD – стабилитрон Д814.IЕ2IнPА1RогрPА21 кОмIст+RнPV1.1VDPV1.2–Е2Рис.5.