- •Изучение полупроводникового диода
- •Краткие теоретические сведения
- •1. Выпрямление электрических колебаний
- •2. Физические основы полупроводниковых выпрямителей
- •3. Дифференциальное сопротивление диода
- •Описание экспериментальной установки
- •1. Наблюдение одно- и двухполупериодного выпрямления
- •2. Определение вах диода методом вольтметра-амперметра
- •3. Изучение дифференциального сопротивления диода
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
2. Определение вах диода методом вольтметра-амперметра
Схема измерительного устройства показана на рис. 6.6,a. При замыкании цепи ключом K4 с помощью диода D4 синусоидальное напряжение выпрямляется, а благодаря конденсатору C сглаживаются пульсации. В результате напряжение на переменном резисторе R4 почти постоянно. Часть напряжения с резистора R4 подается на диод D5, причем с помощью ключа K5 диод D5 может быть включен как в прямом, так и в обратном направлении. Вольтметр измеряет напряжение на диоде D5, амперметр ток через диод. Такой метод измерения ВАХ называется методом вольтметра-амперметра.
3. Изучение дифференциального сопротивления диода
На практике дифференциальное сопротивление Rd определяется как отношение
, (6.7)
где Ui+1Ui разность соседних экспериментальных значений напряженияU, причем эта разность берется по возможности малой; Ii+1Ii разность соответствующих экспериментальных значений тока I. Рассчитанное таким образом значение Rd сопоставляется среднему значению напряжения
(6.8)
Порядок выполнения работы
1. Подключить входы Y осциллографа согласно рис. 6.6.
2. Включить осциллограф и макет в сеть.
3. С помощью блока макета, изображенного на рис. 6.6, получить на экране осциллографа картины синусоидального и выпрямленных напряжений. Зарисовать одно под другим в одинаковом масштабе. Записать значения токов.
4. С помощью блока макета, изображенного на рис. 6.6, снять ВАХ методом вольтметра-амперметра. При снятии обратной ВАХ рекомендуется напряжение изменять через 100 мВ. При снятии прямой ВАХ напряжение изменять через одно деление вольтметра. Значения напряжения Ui (в мВ) и соответствующие им токи через диод Ii (в мА) записать в таблицу. Построить ВАХ диода в масштабе: по оси X 50 мВ в 1 см, по оси Y 5 мА в 1 см. Определение дифференциального сопротивления из полученных экспериментальных значений Ui и Ii осуществляется в следующем порядке:
а) вычислить и занести в таблицу значения разности Ui =Ui+1Ui и Ii=Ii+1 Ii;
б) определить и занести в таблицу значения дифференциального сопротивления по формуле (6.7);
в) рассчитать и занести в таблицу средние значения напряжений по формуле (6.8).
После указанных вычислений построить график зависимости Rd(Uk). Масштаб по оси X 50 мВ в 1 см, по оси Y 2 Ома в 1 см. Из графика определяется Rv как предел, к которому стремится дифференциальное сопротивление при больших напряжениях (токах), в соответствии с формулами (6.5) и (6.6). Далее вычисляется теоретическое значение дифференциального сопротивления по формуле (6.5) с учетом найденной величины Rv для всех значений Ii. Результаты вычислений заносятся в таблицу. На том же графике, где изображена зависимость Rd(Uk), построить график зависимости .
Таблица
Ui, мВ |
Ii, мА |
ΔUi, мВ |
ΔIi, мА |
Uk, мВ |
Rd, Ом |
, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|