Выполнение лабораторной работы
Для того чтобы составить схему для измерения ВАХ диода, для начала смоделируем её в программе Ltspicе:
Рисунок 4 – Схема для измерения ВАХ диода
Максимальное обратное напряжение диода EDZV15B – 15В [4].
С помощью плоттера построим прямую и обратную ветвь ВАХ диода (в пределах допустимых значений прямых напряжений и токов диода). Выставим параметры источника питания DС sweep от 0В до 1В и в плоттере добавим ось I(D1).
Рисунок 5 – Прямая ветвь ВАХ диода
Для нахождения статического сопротивления используем формулу:
Для нахождения дифференциального сопротивления используем формулу:
.
Для статического сопротивления в свойствах плоттера введем формулу V(n001)/I(D1) и запустим моделирование.
Рисунок 6 – Зависимость статического сопротивления диода от напряжения на диоде для прямой ветви ВАХ
Для дифференциального сопротивления в свойствах плоттера введем формулу d(V(n001))/d(I(D1)) и запустим моделирование.
Рисунок 7 – Зависимость дифференциального сопротивления диода от напряжения на диоде для прямой ветви ВАХ
Построим обратную ветвь ВАХ. Для этого поменяем полярность напряжения на диоде и в параметрах источника питания выставим напряжение пробоя диода. DC sweep от 14В до 15В, шаг 0.0005В.
Рисунок 8 – Схема обратного включения диода
Рисунок 9 – Обратная ветвь ВАХ диода
Для статического сопротивления в свойствах плоттера введем формулу V(n001)/I(D1) и запустим моделирование.
Рисунок 10 – Зависимость статического сопротивления диода от напряжения для обратной ветви ВАХ
Для дифференциального сопротивления в свойствах плоттера введем формулу d(V(n001))/d(I(D1)) и запустим моделирование.
Рисунок 11 – Зависимость дифференциального сопротивления от напряжения для обратной ветви ВАХ
Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены основные принципы моделирования электронный схем в программе Ltspice, построена прямая и обратная ветвь вольтамперной характеристики диода, построены зависимости статического и дифференциального сопротивления диода от напряжения на диоде для прямой и обратной ветви ВАХ. Так же были изучены характеристики и параметры реальных полупроводниковых диодов.
5 Контрольные вопросы
Классификация диодов по технологии изготовления и функциональному назначению. Элементы конструкции диода.
Идеальная и реальная ВАХ диода. Зависимость обратного тока от температуры для германиевых и кремниевых диодов. Факторы, влияющие на прямую ветвь реальной ВАХ диода. ТКН диода.
Виды пробоя p-n-перехода. ВАХ диода в области пробоя. Пороговое напряжение.
Дифференциальное и статическое сопротивления диода.
Эквивалентные схемы и модели диода.
Расчёт рабочего режим диода. Нагрузочная характеристика диода.
Применение диодов для выпрямления переменного тока.
Параметры выпрямительных диодов.
Последовательное и параллельное соединение диодов.
Полупроводниковые стабилитроны: принцип работы, основные параметры, основные схемы включения.
Импульсные диоды: особенности конструкции, искажения импульса тока в диоде, эквивалентная схема и параметры диода.
Варикапы: назначение, принцип работы, схема включения, основные параметры и их типовые значения.
Туннельный диод: структура, принцип работы, ВАХ диода и область его применения.
Сокращённые обозначения п/п диодов и их условные графические обозначения в схемах.