Лабораторная_работа201М_150129 (1178828)
Текст из файла
Вольтамперные и температурные характеристики полупроводниковыхдиодовЛабораторная работа №201МIОзнакомиться с методикой [3] создания проекта и моделирования электронных элементовв системе проектирования OrCAD.Получить от преподавателя номер набора диодов. В папке FRTK\#Gr\NAME\ создатьпроект с именем данной лабораторной работы (в именах папок и проектов не должно бытьрусских букв).Подключить библиотеки: ANALOG, DIODE, EDIODE, JDIODE, SOURCE, SPECIAL.Схема соединения полупроводникового диода, измерительных приборов (амперметра ивольтметра) с регулируемым источником напряжения, предназначенная для получениявольтамперной характеристики диода Id(Ud) приведена на рис.1,а.
При моделировании дляпеременной, по которой производится сканирование измеритель (в данном случае вольтметр)не нужен, т.к. для каждого значения Ud вычисляются и запоминаются значения токов инапряжений всех выводов всех элементов. Для отображения графика зависимости токавывода элемента (диода) от напряжения Ud достаточно на этот вывод установить пробниктока, который вызывается кнопкой(см. рис1,б).АмперметрV1Регулируемыйисточникнапряжения{Ud}V1AVВольтметр0VdcD1N4148D1N4148D1D100а)б)Рис.11. Задание к допускуI1.1.
Начертить в тетради схему получения вольтамперных характеристик выпрямительныхдиодов (VD1-VD3), варикапа (VD4) и стабилитрона (VD5, рис.1.1)V10VdcVD1D1N414800VD2D1N40010VD3D1N58170VD4D1N5441A0VD5D04AZ2_00Рис.1.1. Схема подключения диодов к общему источнику напряженияВ этой схеме все диоды соединяются параллельно с источником постоянногонапряжения VDC из библиотеки SOURCE.1.2.
Начертить в тетради схему последовательного включения диодов (рис.1.2)VD1D1N4148VD2V+1mAdcD1N4001VD3D1N5817VD4D1N5441AVD5D04AZ2_0V-I100Рис.1.2. Схема последовательного включения диодов с общим источником токаВ этой схеме все диоды соединяются последовательно с источником постоянного токаIDC из библиотеки SOURCE. Напряжение на каждом диоде измеряется пробникамиразности напряжений.2. Задание к выполнению работы2.1. Вольтамперные характеристики2.1.1. Получить зависимости токов данного набора диодов (включая варикап истабилитрон) от напряжения в диапазоне от -1V до +0.05V с шагом 0.001V с параметромтемпературы 17, 27 и 37 градусов Цельсия.
Для температуры 27 градусов определить пополученным данным моделирования обратный ток каждого диода при Ud = -0.1V.Сравнить с Isr+Is модели.Перерисовать полученные зависимости для каждого диода в тетрадь.2.1.2. Повторить получение токов только выпрямительных диодов при тех же значенияхтемпературы, но в диапазоне положительных напряжений от +0.05V до +0.6V с шагом0.001V.Перерисовать в тетрадь в логарифмическом масштабе полученные зависимости длякаждого диода.2.1.3. Получить для каждого выпрямительного диода при температуре 27 градусов влогарифмическом масштабе зависимости суммы Id(Ud) + (Isr+Is) токов данного наборадиодов от напряжения в диапазоне от -0.1V до +0.8V с шагом 0.001V.Перерисовать все полученные зависимости на один график.2.1.4.
Получить зависимости тока стабилитрона от напряжения в диапазоне –Ust до +0.3Vс шагом 0.001V при значениях температуры -40, 27, +85 (Ust – напряжение стабилизации,которое можно узнать по имени стабилитрона или прочитать Bv в тексте модели).Перерисовать все полученные зависимости на один график.2.1.5. Отсоединить стабилитрон от источника напряжения и получить зависимости токовдиодов от напряжения в диапазоне от –(30-60)V до +0.05V с шагом 0.01V с параметромтемпературы 27 градусов Цельсия (отрицательное напряжение не должно превышатьнапряжение пробоя Bv диода).Перерисовать полученные зависимости для каждого диода в тетрадь.2.2.
Температурные характеристики2.2.1. Задание на моделирование (Simulations Settings) перевести в режим первичногосканирования по температуре (DC Sweep -> Primary sweep -> Temperature). Прификсированном напряжении источника V1 = 0.6V получить в логарифмическом масштабезависимости токов выпрямительных диодов от температуры в диапазоне от -50 до +100градусов.Перерисовать полученные зависимости на один график.2.2.2. Перевернуть вертикально все диоды и при фиксированном напряжении источникаV1 = 1V получить в логарифмическом масштабе зависимости обратных токоввыпрямительных диодов от температуры в диапазоне от -50 до +100 градусов.Перерисовать полученные зависимости на один график.2.2.3. Соединить все диоды последовательно с источником постоянного тока 1mA(рис.1.2) и получить зависимости напряжения на каждом выпрямительном диоде оттемпературы в диапазоне от -50 до +100 градусов.Перерисовать полученные зависимости на один график.2.2.4.
Повернуть зеркально (Horizontally mirror) стабилитрон к источнику тока, задание намоделирование (Simulations Settings) перевести в режим первичного сканирования потоку получить зависимость напряжения на стабилитроне от тока в диапазоне от 2 mA до20 mA с шагом 0.01mA при трёх значениях температуры: -40, +27 и +85.Перерисовать полученные зависимости в тетрадь.3. Задание к сдаче работы3.1. Построить зависимости дифференциальной проводимости исследуемых диодов отнапряжения в диапазоне -0.05V…+1V.3.2. Построить зависимости дифференциального сопротивления исследуемых диодов отнапряжения в диапазоне -0.05V…+1V.3.3. Определить по результатам моделирования омическое сопротивление диодов (сравнитьс Rs в текстах моделей).3.4.
Определить относительный температурный коэффициент обратного тока диода принапряжении -1 В (относительное изменение тока при изменении температуры на одинградус).3.5. Определить относительный температурный коэффициент тока диода при напряжении+0.6 В (относительное изменение тока при изменении температуры на один градус).3.6. Определить температурный коэффициент напряжения на диоде при прямом токе 10uA,1mA, 100mA (изменение напряжения на диоде при изменении температуры на один градус).3.7.
Предложить методику и определить зависимость коэффициента при температурномпотенциале kT/e (26 mV при Т=3000K) от напряжения на диоде (N в модели).3.8. Определить дифференциальное сопротивления стабилитрона при токе 10мА. Получитьзависимость дифференциального сопротивления стабилитрона от тока.3.9.
Определить характер зависимости тока диода от обратного напряжения (константа,прямая или квадратный корень).Список литературы1. Б.Н.Митяшев. Полупроводниковые приборы. Изд.МФТИ, 1978.2. А.С.Терентьев. PN-диод. Изд.МФТИ, 19803. В.П.Псурцев. Моделирование электронных схем.№12345678910111213141516Приложение 1Наборы диодов к лабораторной работе №201Импульсные Выпрямительные Выпрямительные ВарикапыСтабилитроныВЧ диодыНЧ диодыдиоды ШоткиD1N4148D1N4001D1N5817D1N5441A D04AZ2_0D1N4149D1N4002D1N5818D1N5443A D04AZ2_2D1N4150D1N3491D1N5819D1N5445A D04AZ2_4D1N4151D1N3492D1N5820D1N5447A D04AZ2_7D1N4153D1N3493D1N5821D1N5449A D04AZ3_0D1N4154D1N3494D1N5822D1N5451A D04AZ3_3D1N4305D1N3495D1N5823D1N5453A D04AZ3_6D1N4444D1N3501D1N5824D1N5455A D04AZ3_9D1N4446D1N3879D1N5825D1N5461A D04AZ4_3D1N4447D1N3880D1N5826D1N5462A D04AZ4_7BAS16D1N3881D1N5827D1N5463A D04AZ5_1BAS19D1N3882D1N5828D1N5464A D04AZ5_6BAS20D1N3883D1N5829D1N5465A D04AZ6_2BAS21D1N3889D1N5830D1N5466A D04AZ6_8BAS28D1N3890D1N5831D1N5467A D04AZ7_5BAS32D1N3891D1N5832D1N5468A D04AZ8_21718192021BAS33BAS34BAS40BAS70BAT18D1N3892D1N3893D1N3899D1N3900D1N3902D1N5833D1N5834D1N6095D1N6096D1N6097D1N5469AD1N5470AD1N5472AD1N5474AD1N5476AD04AZ9_1D05AZ10D05AZ11D05AZ12D05AZ13Приложение 2PSpice модели диодов1.
Импульсные ВЧ диоды.Model D1N4148 D(Is=2.682n N=1.836 Rs=.5664 Ikf=44.17m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=4p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=1.565n Nr=2 Bv=100 Ibv=100u Tt=11.54n)..Model D1N4149 D(Is=2.682n N=1.836 Rs=.5664 Ikf=44.17m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=1.565n Nr=2 Bv=100 Ibv=100u Tt=11.54n)..Model D1N4150 D(Is=740.5p N=1.65 Rs=.5949 Ikf=8.039 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2.5p+ M=.3333 Vj=.75 Fc=.5 Isr=24.36n Nr=2 Bv=75.37 Ibv=100u Tt=5.771n)..Model D1N4151 D(Is=2.2n N=1.768 Rs=.5927 Ikf=8.512m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=1.725p+ M=88.82m Vj=.5 Fc=.5 Isr=7.832n Nr=2 Bv=75 Ibv=5u Tt=5.771n).. Model D1N4152 D+ IS=1.2554E-9 N=1.7783 RS=1.2124 IKF=19.158E-3 CJO=2.0000E-12 M=.3333+ VJ=.75 ISR=14.138E-9 BV=40.375 IBV=10 TT=7.0382E-9..Model D1N4153 D(Is=36.16E-18 N=1 Rs=.1 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p M=.3333+ Vj=.75 Fc=.5 Isr=12.27n Nr=2 Bv=100 Ibv=100u Tt=5.771n)..Model D1N4154 D(Is=153.4p N=1.487 Rs=.6329 Ikf=3.53m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2.251p+ M=.1575 Vj=.5 Fc=.5 Isr=4.763n Nr=2 Bv=35 Ibv=5u Tt=5.771n)..Model D1N4305 D(Is=55.48E-18 N=1 Rs=.1 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p M=.3333+ Vj=.75 Fc=.5 Isr=24.54n Nr=2 Bv=75 Ibv=100u Tt=5.771n)..Model D1N4444 D(Is=26.66n N=2.062 Rs=.4266 Ikf=22.1 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p+ M=.3333 Vj=.75 Fc=.5 Isr=5.729n Nr=2 Bv=70 Ibv=100u Tt=10.1n)..Model D1N4446 D(Is=1.071n N=1.698 Rs=.8383 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=4p M=.3333+ Vj=.75 Fc=.5 Isr=2.441n Nr=2 Bv=100 Ibv=100u Tt=11.54n)..Model D1N4447_1 D(Is=1.071n N=1.698 Rs=.8383 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p M=.3333+Vj=.5 Fc=.5 Isr=2.149n Nr=2 Bv=100 Ibv=100u Tt=11.54n).Model BAS16 D(Is=4.198n N=1.977 Rs=.4599 Ikf=1.408 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=1.115n Nr=2 Bv=75 Ibv=100u Tt=8.656n)..Model BAS19 D(Is=71.25n N=2.361 Rs=.1985 Ikf=52.12m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=5p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=4.909n Nr=2 Bv=120 Ibv=100u Tt=72.13n)..Model BAS20D(Is=71.25n N=2.361 Rs=.1985 Ikf=52.12m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=5p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=4.29n Nr=2 Bv=200 Ibv=100u Tt=72.13n)..Model BAS21 D(Is=71.25n N=2.361 Rs=.1985 Ikf=52.12m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=5p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=3.899n Nr=2 Bv=250 Ibv=100u Tt=72.13n)..Model BAS28 D(Is=1.036n N=1.768 Rs=.9405 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2p M=.3333+ Vj=.5 Fc=.5 Isr=1.722n Nr=2 Bv=85 Ibv=100u Tt=8.656n)..Model BAS32 D(Is=118.4p N=1.574 Rs=.8411 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=1p M=.3333+ Vj=.5 Fc=.5 Isr=1.896n Nr=2.145 Bv=75 Ibv=5u Tt=5.771n)..Model BAS33 D(Is=18.18f N=1.162 Rs=.7323 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=3p M=.3333+ Vj=.5 Fc=.5 Isr=159.2p Nr=2 Bv=40 Ibv=5u )..Model BAS34 D(Is=18.18f N=1.162 Rs=.7323 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=3p M=.3333+ Vj=.5 Fc=.5 Isr=127p Nr=2 Bv=70 Ibv=5u )..Model BAS40 D(Is=754.9E-21 N=1 Rs=.1 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=4p M=.3333+ Vj=.5 Fc=.5 Isr=254.1n Nr=2 Bv=40 Ibv=10u)..Model BAS70 D( IS=3.5557E-6 N=2.6494 RS=7.1919 IKF=2.6463E-3 XTI=2 EG=.69+ CJO=1.0760E-12 VJ=5.5207 ISR=1.2002E-9 BV=70 IBV=10.000E-6)..Model BAT18 D(Is=458.2f N=1.304 Rs=0 Ikf=79.99m Xti=3 Eg=1.11 Cjo=2.419p+ M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=10.69p Nr=2.141 ).2.
Выпрямительные НЧ диоды.Model D1N4001D(Is=14.11n N=1.984 Rs=33.89m Ikf=94.81 Xti=3 Eg=1.11+ Cjo=25.89p M=.44 Vj=.3245 Fc=.5 Bv=75 Ibv=10u Tt=5.7u).Model D1N4002 D (IS=14.11E-9 N=1.984 RS=33.89E-3 IKF=94.81 XTI=3+ EG=1.110 CJO=51.17E-12 M=.2762 VJ=.3905 FC=.5 ISR=100.0E-12+ NR=2 BV=100.1 IBV=10 TT=4.761E-6)..Model D1N3491D(Is=68.65f Rs=3.786m Ikf=1.774 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=1.457n+M=.9735 Vj=.75 Fc=.5 Isr=11.02u Nr=2 Tt=6.059u)..Model D1N3492D(Is=68.65f Rs=3.786m Ikf=1.774 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=1.457n+ M=.9735 Vj=.75 Fc=.5 Isr=5.651u Nr=2 Tt=6.059u)..Model D1N3493D(Is=68.65f Rs=3.786m Ikf=1.774 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=1.457n+ M=.9735 Vj=.75 Fc=.5 Isr=2.888u Nr=2 Tt=6.059u)..Model D1N3494D(Is=68.65f Rs=3.786m Ikf=1.774 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=1.457n+ M=.9735 Vj=.75 Fc=.5 Isr=1.949u Nr=2 Tt=6.059u)..Model D1N3495D(Is=68.65f Rs=3.786m Ikf=1.774 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=1.457n+ M=.9735 Vj=.75 Fc=.5 Isr=1.474u Nr=2 Tt=6.059u)..Model D1N3501 D(Is=10f N=1 Rs=.1 Ikf=0 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=168.9p M=.1794+ Vj=.3905 Fc=.5 Isr=678.5n Nr=2 Bv=6.444 Ibv=.2898 Tt=7.213u)..Model D1N3879D(Is=1.058E-18 Rs=11.56m Ikf=2.349 N=1 Xti=14 Eg=1.11 Cjo=113.2p+ M=.2834 Vj=.75 Fc=.5 Isr=908.6n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3880D(Is=1.058E-18 Rs=11.56m Ikf=2.349 N=1 Xti=14 Eg=1.11 Cjo=113.2p+ M=.2834 Vj=.75 Fc=.5 Isr=798n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3881D(Is=1.058E-18 Rs=11.56m Ikf=2.349 N=1 Xti=14 Eg=1.11 Cjo=113.2p+ M=.2834 Vj=.75 Fc=.5 Isr=820.5n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3882D(Is=1.058E-18 Rs=11.56m Ikf=2.349 N=1 Xti=14 Eg=1.11 Cjo=113.2p+ M=.2834 Vj=.75 Fc=.5 Isr=887.2n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3883D(Is=1.058E-18 Rs=11.56m Ikf=2.349 N=1 Xti=14 Eg=1.11 Cjo=113.2p+ M=.2834 Vj=.75 Fc=.5 Isr=994.9n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3889D(Is=15.03f Rs=9.606m Ikf=.2003 N=1 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=117.8p+ M=.2976 Vj=.75 Fc=.5 Isr=770.3n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3890D(Is=15.03f Rs=9.606m Ikf=.2003 N=1 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=117.8p+ M=.2976 Vj=.75 Fc=.5 Isr=684.1n Nr=2 Tt=369.9n)..Model D1N3891D(Is=15.03f Rs=9.606m Ikf=.2003 N=1 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=117.8p+M=.2976 Vj=.75 Fc=.5 Isr=672.7n Nr=2 Tt=369.9n).Model D1N3892D(Is=15.03f Rs=9.606m Ikf=.2003 N=1 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=117.8p+M=.2976 Vj=.75 Fc=.5 Isr=705.6n Nr=2 Tt=369.9n).Model D1N3893D(Is=15.03f Rs=9.606m Ikf=.2003 N=1 Xti=3 Eg=1.11 Cjo=117.8p+M=.2976 Vj=.75 Fc=.5 Isr=809.8n Nr=2 Tt=369.9n).Model D1N3899D(Is=5.62f Rs=6.414m Ikf=9.692 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=144.1p+M=.2272 Vj=.75 Fc=.5 Isr=1.036u Nr=2 Tt=521.4n).Model D1N3900D(Is=5.62f Rs=6.414m Ikf=9.692 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=144.1p+ M=.2272 Vj=.75 Fc=.5 Isr=985.4n Nr=2 Tt=521.4n)..Model D1N3902D(Is=5.62f Rs=6.414m Ikf=9.692 N=1 Xti=2 Eg=1.11 Cjo=144.1p+ M=.2272 Vj=.75 Fc=.5 Isr=1.076u Nr=2 Tt=521.4n).3.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
