лабораторная 6 / лабораторная работа 6
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»
Институт – __Энергетики и автоматизированных систем_ Кафедра – _Электроники и микроэлектроники ___________________________________ Специальность – _Электроники и наноэлектроники__________ |
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
Студента Михайлицына Андрея Сергеевича
(фамилия имя отчество)
На тему: Ознакомление с основными параметрами и характеристиками полупроводниковых диодов.
(полное наименование темы)
Руководитель Суспицын Евгений Сергеевич кандидат технических наук, доцент кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
(подпись, дата, должность, ученая степень, звание, Ф.И.О.)
Отметка _________________ /_______/ (подпись, дата) (ФИО) |
Студент ___________________ (подпись) «____» _____________ 2016 г. |
Цель работы.
Ознакомление с основными параметрами и характеристиками полупроводниковых диодов.
Порядок выполнения работы.
Задание 1. Измерить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода I=f(U) при температуре окружающей среды в диапазоне U=0…1В (не менее 7 точек).
-
Собрать схему в соответствии с рисунком 1.
-
Измерить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода I=f(U), результаты измерений свести в таблицу 2.
-
Построить график вольт-амперной характеристики (ВАХ) диода I=f(U).
Рисунок 1 – Принципиальная схема
Задание 2. Измерить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода I=f(U) при температуре 80 в диапазоне U=0…1В (не менее 7 точек).
-
Собрать схему в соответствии с рисунком 1.
-
Измерить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода I=f(U), результаты измерений свести в таблицу 3.
-
Построить график вольт-амперной характеристики (ВАХ) диода I=f(U)
Задание 3. Исследовать выпрямительные свойства диода при низких и высоких частотах.
-
Собрать схему в соответствии с рисунком 2.
-
Снять показания осциллографа при низких и высоких частотах.
Рисунок 2 – Принципиальная схема
Результаты выполнения заданий
Задание 1. Измерить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода I=f(U) при температуре окружающей среды в диапазоне U=0…1В (не менее 7 точек).
Для исследования свойств диода был выбран диод КД522Б с техническими параметрами, указанными в таблице 1.
Таблица 1 – Технические параметры диода КД522Б
Максимальное прямое напряжение, В |
|
Максимальное обратное напряжение, В |
50 |
Максимальный прямой ток, А |
|
Диапазон рабочих температур, ˚C |
-65…125 ˚C |
Таблица 2 – Результаты измерения ВАХ диода при 25 ˚C
Iпрямой, А |
Uпрямое, В |
Iобратный, мА |
Uобратное, В |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,4 |
0 |
-0,4 |
0,004 |
0,64 |
-0,01 |
-1,34 |
0,013 |
0,7 |
-0,02 |
-2,35 |
0,023 |
0,73 |
-0,02 |
-3,33 |
0,032 |
0,75 |
-0,02 |
-4,33 |
0,042 |
0,77 |
-0,02 |
-5,34 |
0,062 |
0,79 |
-0,03 |
-6,34 |
0,072 |
0,8 |
-0,03 |
-7,32 |
0,082 |
0,82 |
-0,03 |
-8,35 |
0,092 |
0,83 |
-0,04 |
-9,31 |
0,102 |
0,84 |
-0,04 |
-10,33 |
0,113 |
0,84 |
-0,04 |
-11,32 |
Рисунок 3 – График ВАХ диода при 25˚C.
Задание 2. Измерить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода I=f(U) при температуре 80 в диапазоне U=0…1В (не менее 7 точек).
Таблица 3 – Результаты измерений для прямой ВАХ диода при 80˚C и при 25˚C
25˚C |
80˚C |
|||
I, A |
U, B |
I, A |
U, B |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0,4 |
0,001 |
0,3 |
|
0,004 |
0,64 |
0,004 |
0,4 |
|
0,013 |
0,7 |
0,015 |
0,5 |
|
0,023 |
0,73 |
0,028 |
0,55 |
|
0,032 |
0,75 |
0,047 |
0,6 |
|
0,042 |
0,77 |
0,072 |
0,62 |
|
0,062 |
0,79 |
- |
- |
|
0,072 |
0,8 |
- |
- |
Далее по полученным данным была построена прямая ВАХ диода для двух температур на одном графике рисунок 4.
Рисунок 4 – Прямая ВАХ диода при различных температурах
Задание 3. Исследовать выпрямительные свойства диода при низких и высоких частотах.
По данным таблицы 4 были построены графики зависимости I от частоты при различных значениях Uпос и постоянном значение Uвх=2В соответственно рисунки 5,6,7.
Рисунок 5 – График зависимости I=t(f) при Uпос =3В
Рисунок 6 – График зависимости I=t(f) при Uпос=0В
Таблица 4 – Результаты измерений I при разных f и Uпос
f, Гц |
I, мА при Uпос=3В |
I, мА при Uпос =0В |
I, мА при Uпос =-3В |
1 |
0,2 |
0,03 |
0,01 |
1,5 |
0,45 |
0,1 |
0,01 |
2 |
1,3 |
0,1 |
0,01 |
2,5 |
1,91 |
0,12 |
0,01 |
3 |
2,52 |
0,1 |
0,01 |
3,5 |
2,54 |
0,14 |
0,01 |
4 |
2,61 |
0,12 |
0,02 |
4,5 |
2,68 |
0,15 |
0,02 |
5 |
2,71 |
0,15 |
0,02 |
10 |
2,74 |
0,16 |
0,01 |
50 |
2,74 |
0,15 |
0,01 |
100 |
2,74 |
0,16 |
0,02 |
500 |
2,74 |
0,17 |
0,02 |
1000 |
2,74 |
0,16 |
0,01 |
5000 |
2,74 |
0,16 |
0 |
10000 |
2,71 |
0,16 |
0,02 |
50000 |
2,69 |
0,16 |
0,02 |
100000 |
2,67 |
0,13 |
0,01 |
150000 |
2,62 |
0,11 |
0,01 |
200000 |
2,53 |
0,1 |
0,01 |
250000 |
2,38 |
0,08 |
0,01 |
300000 |
2,18 |
0,07 |
0 |
350000 |
1,87 |
0,05 |
0,02 |
400000 |
1,58 |
0,04 |
0,01 |
450000 |
1,28 |
0,03 |
0,01 |
500000 |
1,01 |
0,02 |
0,02 |
550000 |
0,76 |
0,01 |
0,02 |
600000 |
0,54 |
0 |
0,01 |
650000 |
0,37 |
- |
0,01 |
700000 |
0,26 |
- |
0,02 |
750000 |
0,2 |
- |
0,02 |
800000 |
0,17 |
- |
0,01 |
850000 |
0,12 |
- |
0 |
900000 |
0,09 |
- |
0,02 |
950000 |
0,07 |
- |
0,02 |
1000000 |
0,07 |
- |
0,01 |
2000000 |
0,03 |
- |
0,01 |
3000000 |
0 |
- |
0,01 |
Рисунок 7 – График зависимости I=t(f) при Uпос=-3В
Вывод: В задании 1 измерена вольт-амперная характеристика (ВАХ) диода I=f(U) при температуре окружающей среды. Параметры диода не были превышены, что и показывает график ВАХ, изображенный на рисунке 3, следовательно не случился пробой.
В задании 2 измерена вольт-амперная характеристика (ВАХ) диода I=f(U) при температуре 80. Были построены прямые ВАХ диода при различных температурах, изображенные на рисунке 4. Видно, что с увеличением температуры возрастает прямой ток. При 80 ток через диод достиг отметки 0,072А при напряжении 0,62В, а при 25 при напряжении 0,8В.
В задании 3 исследованы выпрямительные свойства диода при низких и высоких частотах. В прямом режиме диод работает исправно при частотах от 1 Гц до 100000 Гц. В обратном режиме ток через диод практически не пропускается.