3. Экспериментальная часть

Экспериментальные исследования стабилитрона проводятся на блоке 1В. Схема блока показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Принципиальная схема блока 1В

Перед началом экспериментов ознакомьтесь по таблице и выпишите в отчет основные справочные параметры указанного преподавателем стабилитрона.

Стабилитроны

Параметр	Обозна- чение	Тип стабилитрона
		1N473	BZX55
Напряжение стабилизации, В	Uст н	5,1; 5,6; 6,2; 6,8	5,1; 5,6; 6,2; 6,8
Дифференциальное сопротивление при токе 50 мА, Ом	Rст max	2...5	5...10
Прямой максимальный ток, мА	Iпр max	50	25
Максимальный ток стабилизации, мА	Iст max	150	50

Лабораторное задание

1. Снимите данные для построения обратной ветви ВАХ стабилитрона при комнатной температуре (t=25 С)

.

Для этого в блоке 1В согласно схеме рис. 2.2 подключите проводниками измерительные приборы: вольтметр с пределами измерения 20 В к клеммам Х9, Х10, миллиамперметр с пределом измерения 20 мА к клеммам Х7, Х8. Переключателем S8 отключите сопротивление нагрузки R3. Переключатель S5 установите в положение «Обр.».

Выведите все ручки источников питания в крайнее левое положение, включите на блоке коммутации электропитание стенда и нажмите кнопку «1В».

При снятии обратной (рабочей) ветви ВАХ напряжение на стабилитроне ( ) регулируйте источником питания V1 от 0 до значения, при котором ток стабилитрона достигнет предела измерения миллиамперметра (20 мА).

Указание. ВАХ удобнее снимать давая приращения по току и фиксируя соответствующие значения напряжения (аналогично таблице 2.1). На рабочем участке шаг по току должен быть равномерным .

Экспериментальные точки наносите непосредственно на график. Рекомендуемый масштаб по напряжению от 0 до -7 В, по току - от 0 до -20 мА.

По ВАХ стабилитрона определите экспериментальное значение , точку номинального режима , а также сопротивление стабилитрона по постоянному току в точке номинального режима .

Указание. Экспериментальную точку номинального режима следует выбрать на средине рабочего участка ВАХ.

2. Снимите данные для построения обратной ветви ВАХ стабилитрона при температуре 60 С. Для этого включите термостат, дождитесь включения светодиода "60 С" и повторите измерения п. 1. Выключите термостат.

Рассчитайте температурный коэффициент стабилизации напряжения по формуле

, (2.1)

где относительное изменение напряжения стабилизации при изменении температуры окружающей среды от 25 до 60 С вычисляется при постоянном (номинального ) значения тока стабилизации .

3. Измерьте дифференциальное сопротивление стабилитрона в точке номинального режима

. (2.2)

Сложность измерения заключается в необходимости измерить малое приращение напряжения относительно большого постоянного напряжения , которое не позволяет переключить вольтметр на более чувствительный предел.

Для компенсации используют источник V2, при этом измеряют не между клеммами Х9, Х10 а между клеммами Х9, Х11 по следующему алгоритму.

 Источником питания V1 задайте номинальный режим работы стабилитрона по постоянному току (на Х7, Х8) и (на Х9, Х11).

 Переключите вольтметр на клеммы Х10, Х11. Источником V2 установите на них напряжение . При этом разность потенциалов между клеммами Х9, Х11 окажется равной нулю. Подключите к ним вольтметр, установите предел его измерений 2 В и источником V2 увеличьте напряжение до 1 В.

 Источником питания V1, увеличьте и уменьшите ток стабилитрона относительно номинального на величину . Определите по вольтметру полное изменение напряжения на стабилитроне U_ст .

Дифференциальное сопротивление в точке номинального режима вычислите по формуле R_i =U_cт /I_ст .

4. Измерьте коэффициент стабилизации стабилизатора напряжения

.

Коэффициент стабилизации показывает, во сколько раз относительное изменение напряжения источника питания стабилизатора больше относительного изменения напряжения на подключённой параллельно стабилитрону нагрузке .

Методика измерения K_ст аналогична методике измерения R_i.

 Параллельно стабилитрону выключателем S8 подключите сопротивление нагрузки R3.

Присоедините вольтметр к клеммам Х9, Х10. Установите номинальный режим стабилитрона по напряжению .

На клеммах Х5, Х6 измерьте питающее стабилизатор напряжение , соответствующее номинальному напряжению на стабилитроне.

 На клеммам Х10, Х11 источником V2 установите . Переключите вольтметр на клеммы Х9, Х11; измените предел его измерений до 2 В; источником V2 откорректируйте на них напряжение до 1В.

 Подключите вольтметр к клеммам Х5, Х6 и источником V1 измените напряжение питающее схему . Измерьте соответствующее этому изменение напряжения на стабилитроне .

Коэффициент стабилизации рассчитайте по формуле

. (2.3)