Электроника / лабы / лаб2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА управления и информатики в технических системах

ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

ЭЛЕКТРОНИКА – 1

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 2

«Исследование Стабилитронов, стабисторов и стабилизаторов»

Санкт-Петербург 2011

Цель лабораторной работы:

1. Построение обратной ветви вольтамперной характеристики стабилитрона и определение напряжения стабилизации.

2. Вычисление тока и мощности, рассеиваемой стабилитроном.

3. Определение дифференциального сопротивления стабилитрона по вольтамперной характеристике.

4. Исследование изменения напряжения стабилитрона при изменении входного напряжения в схеме параметрического стабилизатора.

5. Исследование изменения напряжения на стабилитроне при изменении сопротивления в схеме параметрического стабилизатора.

Приборы и элементы:

№	Название	Изображение
1	Функциональный генератор
2	Мультиметр
3	Осциллограф
4	Источник постоянного напряжения
5	Стабилитрон 1N4733A
6	Резисторы
7	Амперметр, вольметр
9	Заземление

1. Методические указания

При подключении стабилитрона в обратном направлении к источнику постоянного напряжения через резистор получается простейшая схема параметрического стабилизатора (рис.1). Ток Iст стабилитрона может быть определен вычислением падения напряжения на резисторе R:

. (1)

Напряжение стабилизации Uст стабилитрона определяется точкой на обратной ветви вольтамперной характеристики, в которой обратный ток стабилитрона резко увеличивается. Мощность рассеивания стабилитрона Рст вычисляется как произведение тока Iст на напряжение Uст:

(2)

Дифференциальное сопротивление стабилитрона вычисляется так же, как для диода, по наклону вольтамперной характеристики.

Рисунок 1. Схема для вычисления тока стабилитрона (обратного тока)

Рисунок 2. Схема для снятия нагрузочной характеристики стабилитрона

Рисунок 3. Схема для снятия ВАХ стабилитрона

2. Порядок проведения экспериментов

2.1 Эксперимент 1. Измерение напряжения и вычисление тока через стабилитрон.

а). Соберите схему (рис.1.) Измерьте значение напряжения Uст на стабилитроне при значениях ЭДС источника, приведенных в таблице раздела "Результаты измерений", и занесите результаты измерений в ту же таблицу.

б). Вычислите ток Iст стабилитрона для каждого значения напряжения Ucт по выражению (1). Результаты вычислений занесите в таблицу.

в). По данным таблицы постройте обратную ветвь вольтамперной характеристики стабилитрона.

г). Оцените по вольтамперной характеристике стабилитрона напряжение стабилизации.

д). Вычислите мощность Рcт, рассеиваемую на стабилитроне при напряжении Е=20В по выражению (2)

е). Измерьте наклон ВАХ в области стабилизации напряжения и оцените дифференциальное сопротивление стабилитрона в этой области.

2.2 Эксперимент 2. Получение нагрузочной характеристики параметрического стабилизатора.

а). Подключите резистор R2=1 Ом параллельно стабилитрону (рис 2). Значение источника ЭДС установите равным 20В. Включите схему. Запишите значения токов на стабилитроне Iст, на сопротивлении нагрузки Iнагр и суммарного тока I1, а так же значение напряжения Ucт на стабилитроне в раздел "Результаты экспериментов".

б). Повторите пункт а) при сопротивлениях резистора R=75Ом, 100 Ом, 300 Ом, 600 Ом, 1 кОм.

2.3 Эксперимент 3. Получение ВАХ стабилитрона на экране осциллографа.

Включите схему (рис.3). Установите параметры напряжения на генераторе 10В 850Гц. Установите режим В/А и масштаб по каналу А – 2В/дел, по каналу В – 50мВ/дел. Запишите в экспериментальные данные и напряжение стабилизации, полученное из графика на экране осциллографа.

3. Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Измерение напряжения и вычисление тока через стабилитрон.

а)... в). Данные для построения ВАХ стабилитрона.

E,В	Uоб,В	Iоб,мА
0
4
6
10
15
20
25
30
35

г).Построение ВАХ стабилитрона.

д). Напряжение стабилизации.

Uст, В

е). Мощность рассеивания стабилитрона Pст при напряжении E=20В

Pст,Вт

ж). Дифференциальное сопротивление стабилитрона, определенное понаклону графика в рабочей области

Rдиф, Ом

Эксперимент 2. Измерение точек нагрузочной характеристики параметрического стабилизатора. Напряжение стабилитрона Uст и значения I1, Iст, Iнагр при Е=20 В

RL,Ом	Ucт,В	I1, А	Icт, А	Iнагр, А
1
75
100
200
300
600
1000

Эксперимент 3. Получение ВАХ на экране осциллографа. Напряжение стабилизации, определенное из вольтамперной характеристики, полученной при помощи осциллографа

Uст, В

4. Контрольные вопросы

1. Что такое электронный пробой p-n перехода?

2. Что такое тепловой пробой p-n перехода?

3. Какова особенность ВАХ стабилитрона?

4. Как необходимо включить в схему стабилитрон, чтобы стабилизировать напряжение на сопротивлении нагрузки?

5. Как меняется ток на стабилитроне при увеличении сопротивления нагрузки?

6. Как меняется напряжение на стабилитроне при увеличении сопротивления нагрузки?

7. Что такое напряжение стабилизации?

8. Как меняется дифференциальное сопротивление при обратном включении стабилитрона?

7