1.3. Содержание отчета

1.3.1. Тема и цель работы.

1.3.2. Схемы исследований с кратким их описанием.

1.3.3. Таблицы с результатами измерений.

1.3.4. Вольтамперная характеристика исследованного диода.

1.3.5.Расчет дифференциального сопротивления и сопротивления постоянному току в выбранной рабочей точке.

1.3.6. Расчет сопротивления нагрузки по экспериментальным данным.

1.3.7. Построенная линия нагрузки на ВАХ диода.

1.3.8. Выводы по работе.

1.4 Контрольные вопросы

1.4.1. Назовите основные области применения полупроводниковых диодов.

1.4.2. Что такое основные и не основные носители заряда в полупроводнике?

1.4.3. Что такое p-n переход?

1.4.4. Перечислите основные электрические свойства p-n перехода.

1.4.5. Объясните причину односторонней проводимости полупроводникового диода.

1.4.6. Как называется напряжение, при котором диод становится проводящим?

1.4.7. Объясните принципиальное различие между импульсными и выпрямительными диодами.

1.4.8. Перечислите основные электрические и предельно-допустимые эксплуатационные параметры диода.

1.4.9. Какой из диодов больше нагреется при последовательном их соединении, если сопротивление диодов в обратном направлении различны?

1.4.10. Для чего и как на практике выравниваются обратные сопротивления диодов при их последовательном соединении в схемах?

1.4.11. Что нужно сделать, если при сборке выпрямителя вы обнаруживаете, что имеющиеся диоды не подходят по напряжению, по току?

( Изменить подаваемое напряжение и ток нельзя).

ЛИТЕРАТУРА. [1] – с. 30…40, [2] – с. 10…40, [3] – c. 20…40, [5] – c. 5…15.

Лабораторная работа № 2

Стабилитроны

2.1. Исследование полупроводниковых стабилитронов

Цель работы: изучить принцип работы, снять вольтамперную характеристику и определить основные параметры маломощного стабилитрона.

2.1.1. Краткие теоретические сведения

Стабилитрон представляет собой кремниевый диод, характеристика которого в открытом состоянии такая же, как у выпрямительного диода. Отличие стабилитрона - в относительно низком напряжении пробоя при обратном напряжении. Когда это напряжение превышено, ток обратного направления возрастает скачком (эффект Зенера). Величина напряжения на p-n переходе в режиме электрического пробоя слабо зависит от величины обратного тока стабилитрона и остается практически постоянным при значительном его изменениях (Рис.2.1.1а). В выпрямительных диодах такой режим является аварийным, а стабилитроны нормально работают при обратном токе, не превышающем максимально допустимого значения I_СТ.max. Рабочий участок ВАХ стабилитрона ограничен максимальным и минимальным токами стабилизации. Максимальный ток определяется допустимой для данного прибора мощностью рассеяния, а минимальный – началом устойчивого пробоя p-n перехода.

Чтобы избежать перегрузки, последовательно со стабилитроном включают балластный резистор. Величина его вычисляется следующим образом:

R_БАЛ = (U_ВХ - U_СТ) ¤ (I_СТ + I_НАГР), (2.1.1)

где U_ВХ - приложенное входное напряжение,

U_СТ - напряжение стабилизации стабилитрона испытываемого типа,

I_СТ - выбранный рабочий ток стабилитрона,

I_Н - ток в резисторе нагрузки R_Н, включенном параллельно стабилитрону.

Свойства стабилитронов делают их пригодными для стабилизации и ограничения напряжений.

Стабилитроны применяются в схемах параметрических стабилизаторов напряжения, которые часто используются в качестве источников опорного напряжения в схемах сравнения напряжений устройств автоматического регулирования. При этом степень стабилизации напряжения зависит от угла наклона рабочего участка ВАХ, который и определяет величину дифференциального сопротивления r_диф стабилитрона при электрическом пробое p-n перехода.

У стабилитронов прямая ветвь также имеет почти прямоугольный излом ВАХ, что позволяет использовать их для параметрической стабилизации и в схемах ограничения напряжения. Стабилитрон, работающий на прямой ветви ВАХ, называется стабистором.

К основным параметрам стабилитронов относятся:

U_СТ – напряжение стабилизации: значение напряжения при протекании номинального тока стабилизации;

U_CТ - нестабильность напряжения стабилизации;

I_СТ – номинальное значение тока стабилизации;

I_{СТ. min}, I_{СТ. max.} – граничные значения постоянного тока, протекающего через стабилитрон в режиме пробоя;

Рис. 2.1.1. а) вольтамперная характеристика стабилитрона; б) условное обозначение; в) схема замещения стабилитрона при его работе в режиме электрического пробоя.

Р_{СТ. max} - максимально допустимая мощность стабилитрона;

r_Д – дифференциальное сопротивление стабилитрона: отношение приращения напряжения стабилизации к вызывающему его приращению тока стабилизации;

TKU_СТ – температурный коэффициент стабилизации: отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном значении тока стабилизации.