Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет»
Физические основы электроники
Методические указания к лабораторным работам
Омск 2008
Настоящие методические указания предназначены для проведения лабораторных работ по курсу «Физические основы электроники» (специальностей 210402 – Средства связи с подвижными объектами, 090104 – Комплексная защита объектов информатизации; направления Радиотехника).
В процессе выполнения данного курса лабораторных работ проводятся исследования и анализ ВАХ различных полупроводниковых приборов, выполненных из материалов разного типа.
Лабораторная работа № 1.
Полупроводниковые диоды
1. Цель работы.
Снять и изучить вольтамперные характеристики точечных, микросплавных, сплавных и диффузионных плоскостных универсальных и выпрямительных диодов и определить параметры этих приборов. Сравнить характеристики и параметры кремниевых и германиевых диодов.
2. Описание установки.
Прямые ветви полупроводниковых диодов снимаются с помощью схемы рис. 1.1., смонтированной на лицевой панели лабораторного стенда.
Обратные ветви этих диодов снимаются с помощью схемы рис. 1.2. Схемы рис. 1.1. и рис. 1.2. питаются от выпрямителя, имеющегося внутри лабораторного стенда. Стенд включается в сеть 220В. Измерительные приборы расположены на лицевой панели стенда.
3. Задание.
3.1. Записать параметры типового режима испытуемых диодов Д9Д, ГД507А, КД103А, Д7Ж, КД105Б: Iпр MAX , Uобр MAX , Iобр , Uпр .
3.2. Подготовить установку к работе. Для этого поворачивают ручки потенциометров U1 и U2 влево до упора, к клеммам А и В подключают в прямом направлении испытуемый диод, к клеммам А1 и В1 параллельно вольтметру V1 подключают электронный вольтметр постоянного напряжения с пределом измерения (1..2)В, включают вольтметр и стенд в сеть.
3.3 Снять прямую ветвь характеристик полупроводниковых диодов. Для этого ручкой потенциометра с надписью U1 плавно увеличивают напряжение и следят за изменением тока. В пределах от 0 до 20 мА записывают 6..8 показаний миллиамперметра и вольтметра.
3.4 Снять обратную ветвь характеристик диодов. Для этого поочередно подключают испытуемые диоды в обратном направлении к клеммам C и D и, плавно изменяя напряжение U2, измеряют величины Uобр и Iобр и записывают 6..8 показаний приборов.
3.5 Построить вольтамперные характеристики диодов. Характеристики диодов Д9Д, ГД507А, КД103А (прямую и обратные ветви) следует построить на одном графике, а диодов Д7Ж и КД105Б - на другом. По оси абсцисс следует откладывать значение напряжения, а по оси ординат - тока. Масштабы напряжений и токов. Масштабы напряжений и токов в прямом и обратном направлениях следует выбирать различными. На характеристиках обозначить токи и характеристические треугольники, по которым были определены параметры.
4. Содержание отчета.
4.1 Название работы и ее цель.
4.2. Схемы для снятия характеристик. Все схемы как в этой, так и в последующих работах, следует чертить в соответствии с ГОСТ с использованием чертежных инструментов.
4.3. Параметры типового режима испытуемых диодов.
4.4. Результаты измерений и вычислений в виде таблиц, графиков, формул, расчетов. Графики во всех лабораторных работах строятся на миллиметровой бумаге и вклеиваются в индивидуальный отчет студента.
4.5. Критическая оценка полученных результатов, сопоставление их с данными литературы. Результаты пункта 3.6. задания оформить в виде таблицы.
5. Контрольные вопросы.
5.1. Изобразите идеальную и реальную характеристику p-n перехода и диода и напишите их математическое выражение.
5.2. Каковы причины отклонения реальных характеристик диодов от идеальных?
5.3. Каковы параметры выпрямительных и универсальных диодов?
5.4. Расскажите о системах обозначений полупроводниковых диодов.
5.5. Нарисуйте вольт-амперную характеристику двух диодов, а также диода и резистора, соединенных различными способами.
6. Литература.
Дулин В.Н. Электронные приборы. М.: Энергия, 1977, с. 247-268.
Батушев В.А. Электронные приборы. В. школа, 1980, с. 56-75.
Прянишников В.А. Электроника. М.: Бином-Пресс, 2006, с. 20-29.