Методическое пособие по электронике 30.05.2017 (1210981), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Цель работы: ознакомиться с линейными элементами цепи: резистором, катушкой индуктивности, конденсатором. Экспериментально определить электрические параметры пассивных элементов.

Порядок выполнения

Перед сборкой схемы, убедиться в том, что все ручки регуляторов находятся в крайнем левом положении. После сборки схемы стенд не включать без проверки преподавателя!

Для исследования конденсатора с ёмкостью 1 мкФ, необходимо собрать схему рис. 2.1 , включить частотометр на осциллографе, подать сигнал частотой 20к Гц на вход схемы и зарисовать временную диаграмму рисунок 2.2 и рисунок 2.3.

Рис.2.1. Исследование напряжения на конденсаторе при подаче сигнала 20кГц

Переключить осциллограф на резистор и зарисовать диаграмму напряжения на резисторе рисунок 2.2.

Рис.2.2. Временная диаграмма входного сигнала

Рис.2.3. Временная диаграмма напряжения на конденсаторе

Рис.2.4. Временная диаграмма напряжения на резисторе

Для исследования катушки индуктивности необходимо собрать схему указанную на рис.2.5. Зарисовать временные диаграммы на катушке индуктивности во время подачи сигнала частотой 20кГЦ и амплитудой 3,5В рис.2.6,2.7,2.8. Переключить осциллограф на резистор и зарисовать выходной сигнал на резисторе. Необходимо обратить внимание на обратный выброс напряжения при окончании импульса, намного превышающий амплитуду исходного сигнала. Поэтому необходимо защитить электронную аппаратуру путём включения диода в обратном направлении.

Рис.2.5. Исследование катушки индуктивности

Рис.2.6. Временная диаграмма входного сигнала

Рис.2.7. Временная диаграмма напряжения на катушке индуктивности при подаче сигнала 20кГц

Рис.2.8. Временная диаграмма напряжения на резисторе

Отчет по работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Принципиальную схему лабораторной работы.

3. Осциллограммы напряжений на элементах

4. Отобразить на одном графике результаты эксперимента.

5. Краткие выводы по результатам.

После выполнения лабораторной работы выключить стенд. Все ручки-регуляторы установить в крайнее левое положение. Электронные компоненты и провода сложить в специальную коробку и сдать преподавателю.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ИЗУЧЕНИЕ РЕЗОНАНСА R,L,C В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННГО ТОКА СИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ

Цель работы: ознакомиться с явлением резонанса. Экспериментально определить электрические параметры во время резонанса и сравнить с теоретическими параметрами.

Порядок выполнения

Перед сборкой схемы, убедиться в том, что все ручки регуляторов находятся в крайнем левом положении. После сборки схемы стенд не включать без проверки преподавателя!

Для исследования явления резонанса необходимо собрать схему, указанную на рис.3.1.Включить частотомер на осциллографе. Изменяя частоту добиться появления устойчивого синусоидального сигнала. Сравнить экспериментальную частоту резонанса с теоретической.

(3.1)

Рис.3.1. Исследование резонанса

Рис.3.2. Временная диаграмма резонанса

Таблица 3.1

Экспериментальные значения резонанса

Таблица 3.2

Теоретические значения резонанса

Отчет по работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Исходные данные для расчета.

3. Принципиальную схему лабораторной работы.

4. Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

5. Построить графики зависимости на одной координатной плоскости

6. Краткие выводы по результатам.

После выполнения лабораторной работы выключить стенд. Все ручки-регуляторы установить в крайнее левое положение. Электронные компоненты и провода сложить в специальную коробку и сдать преподавателю.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИОДОВ И СВЕТОДИОДОВ

Цель работы: ознакомиться с основными параметрами и характеристиками полупроводниковых выпрямительных диодов и светодиодов.

Краткая теория

Полупроводниковым диодом называют электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом и двумя выводами.

Структура полупроводникового диода с электронно-дырочным переходом и его условное графическое обозначение приведены на рис. 4.1.

а б

Рис. 4.1. Структура полупроводникового диода

Буквами p и n обозначены слои полупроводника с проводимостями соответственно p-типа и n-типа. Обычно концентрации основных носителей заряда (дырок в слое p и электронов в слое n) сильно различаются. Одна из областей p-n-структуры, называется анод, имеет большую концентрацию основных носителей заряда, чем другая область, называемая катодом.

В зависимости от основного назначения и вида используемого явления в p-n-переходе различают шесть основных функциональных типов электропреобразовательных полупроводниковых диодов: выпрямительные, высокочастотные, импульсные, туннельные, стабилитроны, варикапы. Каждый тип диода содержит ряд номиналов, регламентированных соответствующим ГОСТом.

Основной характеристикой полупроводниковых диодов служит вольт-амперная характеристика. В отличие от характеристики идеального p-n- перехода (пунктирная кривая на рис.4.2,а), характеристика реального диода (сплошная кривая на рис. 4.2,а) в области прямых напряжений U располагается несколько ниже из-за падения части приложенного напряжения на объёмном сопротивлении базы диода .

Уравнение вольт-амперной характеристики имеет вид:

(4.1)

где U - напряжение на p-n-переходе; I₀ -обратный (или тепловой) ток, - температурный потенциал электрона.

а б

Рис. 4.2 Характеристика полупроводниковых диодов

В области обратных напряжений можно пренебречь падением напряжения в объёме полупроводника. При достижении обратным напряжением определённого критического значения ток диода начинает резко возрастать. Это явление называют пробоем диода и диод выходит из строя.

Различают два основных вида пробоя электронно-дырочного перехода: электрический и тепловой. В обоих случаях резкий рост тока связан с увеличением числа носителей заряда в переходе. Электрический пробой бывает двух видов - лавинный и туннельный.

Выпрямительные диоды используют для выпрямления переменных токов частотой 50 Гц – 100 кГц. В них используется главное свойство p-n-перехода – односторонняя проводимость. Главная особенность выпрямительных диодов большие площади p-n-перехода, поскольку они рассчитаны на выпрямление больших по величине токов. Основные параметры выпрямительных диодов даются применительно к их работе в однополупериодном выпрямителе с активной нагрузкой (без конденсатора, сглаживающего пульсации).

Светодиодами называются полупроводниковые диоды, преобразующие электрическую энергию в оптическое излучение (видимое, инфракрасное или ультрафиолетовое). Наиболее распространенные п/п материалы, используемые для изготовления светодиодов являются: арсенид галлия, карбид кремния, фосфид галлия. Рабочей ветвью В/А характеристики является прямая ветвь. Вольтамперная характеристика и большинство параметров светодиодов подобны германиевым и кремниевым диодам. Отличие проявляется в большем падении напряжения при протекании прямого тока. С увеличением прямого тока яркость свечения возрастает. На основе единичных светодиодов выполняют знакосинтезирующие индикаторы и оптроны.

Порядок выполнения

Перед сборкой схемы, убедиться в том, что все ручки регуляторов находятся в крайнем левом положении. После сборки схемы стенд не включать без проверки преподавателя!

1)Исследовать вольтамперные характеристики (ВАХ) кремниевого(Si) диода в прямом включении.

С помощью соединительных проводов собрать схему для исследования ВАХ диода в прямом включении (Рис. 4.3).

Рис.4.3. Исследование диода в прямом включении

Для снятия вольт-амперных характеристик (ВАХ) диода VD1 необходимо использовать регулируемый стабилизированный источник питания 0-12В на лабораторном стенде, напряжение с которого с помощью соединительных проводов подается с соответствующей полярностью на анод и катод диода. Для снятия прямой ветви ВАХ на анод диода подается положительное напряжение (прямое включение диода).

Снять вольт-амперную характеристику изменяя напряжение на диоде от 0 до 0,8В. Результаты записать в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Результаты измерений

Построить график . На основе проведенных опытов сделать вывод о том, является ли диод линейным элементом.

2)Исследовать вольтамперные характеристики (ВАХ) диодов при обратном включении. С помощью соединительных проводников собрать схему для исследования ВАХ диодов при обратном включении (Рис. 4.4).

Рис.4.4. Исследование диода при обратном включении

Для снятия обратной ветви ВАХ на анод подается отрицательное напряжение Uрег (обратное включение диода). Изменяя напряжение с источника питания от 0 до 12 В, фиксируем значение тока на диоде и результаты заносим в таблицу 4.2. Построить график .

Характеристики

Список файлов ВКР