Лаба 1 - Исследование выпрямительного диода - СФ
.pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-
вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО ДИОДА Отчет по лабораторной работе №1
по дисциплине «Электроника и схемотехника 1» Вариант №
Студент гр. ххх
___ ххх ___ ххх
ххх
Руководитель
ххх, ххх
________ ххх
ххх
Томск 2022
Введение
Цель |
работы |
– |
исследование |
основных |
характеристик |
полупроводникового выпрямительного диода.
Постановка задачи:
1.Собрать схемы для диода ZC821A, измерить значения прямого и обратного напряжения. Вычислить ток диода при прямом и обратном смещении;
2.Собрать схему для измерения напряжения и силы тока, построить прямую и обратную ветви ВАХ по измеренным значениям найти Rc. Построить графики Iпр(Uпр) и Iоб(Uоб);
3.Рассчитать Rд в рабочих точках Iпр = 4 мА, Iпр = 0,4 мА, Iпр = 0,2 мА и
вточке Uобр = -5 В;
4.Построить схему для исследования ВАХ при помощи осциллографа и измерить величину напряжения изгиба для определения ВАХ;
5.Написать выводы о проделанной работе.
2
1 ОПИСАНИЕ РАБОТЫ С МУЛЬТИМЕТРОМ
Схемы собирались в электронной системе моделирования Electronics Workbench.
На рисунке 1.1 и 1.2 изображены схемы, измерений прямого и обратного напряжений, соответственно.
Рисунок 1.1 - Измерение прямого напряжения
Рисунок 1.2 - Измерение обратного напряжения
Iпр и Iоб рассичитываются по формулам:
пр = |
− пр |
(1.1) |
|
|
|
|
|
|
об = |
− об |
(1.2) |
|
|
|
|
|
3
Рассчитанные Iпр и Iоб:
пр = (5 − 0.7579) = 0.0042421 = 4.2421 мА 1000
−5 + 5об = 1000 = 0 А
Для экспериментального измерения силы тока, была собрана схема,
которая показа на рисунке 1.3, показывающая величину прямого тока, а рисунке
1.4 схема, которая показывает величину обратного тока.
Рисунок 1.3 - Измерение прямого тока
Рисунок 1.4 - Измерение обратного тока
Измерение силы тока показало, что теоретические данные сходятся с экспериментальными.
4
2 ПОСТРОЕНИЕ ВЕТВЕЙ ВАХ
Для вычисления силы тока и напряжения при разных значениях ЭДС, была построена схема, изображенная на рисунке 2.1, на ней E = 5 В, на рисунках 2.2 и
2.3: Е = 4 В и E = 3 В, соответственно. На рисунках 2.4, 2.5 и 2.6 изображены измерения схем при E = -4 В, E = -5 В, E = -6 В.
Рисунок 2.1 - Измерение прямой силы тока и прямого напряжения для E = 5 В
Рисунок 2.2 - Измерение прямой силы тока и прямого напряжения для E = 4 В
Рисунок 2.3 - Измерение прямой силы тока и прямого напряжения для E = 3 В
5
Рисунок 2.4 - Измерение обратной силы тока и напряжения для E = -4 В
Рисунок 2.5 - Измерение обратной силы тока и напряжения для E = -5 В
Рисунок 2.6 - Измерение обратной силы тока и напряжения для E = -6 В
В таблице 2.1 показаны измерения прямой силы тока и напряжения, а
также расчетное значение Rc. В таблице 2.2 показаны измерения обратной силы тока и напряжения, а также расчетное значение Rc.
6
Таблица 2.1 – Прямое направление схемы
E, В |
Uпр, мВ |
|
Iпр, мА |
|
Rc, Ом |
|
5 |
757,80 |
|
4,238 |
|
178,8 |
|
4 |
750,30 |
|
3,25 |
|
230,9 |
|
3 |
740,20 |
|
2,26 |
|
327,5 |
|
2 |
724,20 |
|
1,276 |
|
567,6 |
|
1 |
685,50 |
|
0,3145 |
|
2179,7 |
|
0.9 |
676,10 |
|
0,2239 |
|
3019,7 |
|
0.8 |
662,60 |
|
0,1374 |
|
4822,4 |
|
0.7 |
639,80 |
|
0,06022 |
|
10624,4 |
|
0.6 |
589,80 |
|
0,01025 |
|
57541,5 |
|
0.5 |
499,10 |
|
0,000857 |
|
582380,4 |
|
0.4 |
399,60 |
|
0,000409 |
|
977017,1 |
|
0.3 |
299,70 |
|
0,0003 |
|
999000,0 |
|
0.2 |
199,80 |
|
0,0002 |
|
999000,0 |
|
0.1 |
99,90 |
|
0,0001 |
|
999000,0 |
|
0 |
0,00 |
|
0 |
|
|
0,0 |
Таблица 2.2 – Обратное направление схемы |
|
|
|
|||
E, В |
Uобр, В |
|
Iобр, мкА |
|
Rc, Ом |
|
0 |
0,00 |
|
0 |
|
|
0,0 |
-4 |
-3,996 |
|
-3,996 |
|
1000000,0 |
|
-5 |
-5,00 |
|
-4,9995 |
|
999099,9 |
|
-6 |
-5,99 |
|
-5,994 |
|
1000000,0 |
|
-10 |
-9,99 |
|
-9,99 |
|
1000000,0 |
|
-15 |
-14,98 |
|
-14,98 |
|
1000000,0 |
|
-44,4 |
-44,36 |
|
-44,36 |
|
1000000,0 |
|
-44,6 |
-44,55 |
|
-44,56 |
|
999775,6 |
|
-44,8 |
-44,76 |
|
-44,84 |
|
998215,9 |
|
-45 |
-44,91 |
|
-85,16 |
|
527360,3 |
|
-45,2 |
-44,96 |
|
-243,8 |
|
184413,5 |
|
-45,4 |
-44,97 |
|
-426,9 |
|
105340,8 |
|
-45,6 |
-44,98 |
|
-616,4 |
|
72972,1 |
|
-45,8 |
-44,98 |
|
-808,9 |
|
55606,4 |
|
-46 |
-45,00 |
|
-1003 |
|
44865,4 |
|
Исходя из данных таблиц были вычислены Rдиф в заданных точках: |
||||||
|
д(4 ) ≈ |
(757.8 − 750.3) |
|
|||
|
|
= 7.591 (Ом) |
|
|||
|
4.238 − 3.25 |
|
7
724.2 − 685.5д(0.4 ) ≈ 1.276 − 0.3145 = 40.2496 (Ом)
676.1 − 662.6д(0.2 ) ≈ 0.2239 − 0.1374 = 156.069 (Ом)
(−3.996 + 5.99)
д(−5 ) ≈ (−3.996 + 5.99) 10−6 = 1 (МОм)
С помощью данных из таблицы 2.1 был построен график зависимости
Iпр(Uпр), изображенный на рисунке 2.7. На рисунке 2.8 был построен график обратной ветви ВАХ диода.
Рисунок 2.7 - Зависимость Iпр(Uпр)
По графику можно увидеть напряжение изгиба. Оно находится в 10-й точке и равно 676,10 мВ.
8
Рисунок 2.8 - Обратная ветвь ВАХ-диода
9
3 ВАХ НА ОСЦИЛЛОГРАФЕ
На рисунке 3.1 приведена схема для определения ВАХ с помощью осциллографа. На рисунке 3.2 изображены показания осциллографа.
Рисунок 3.1 - Схема определения ВАХ с помощью осциллографа
Рисунок 3.2 - Показания осциллографа
Из рисунка видно, что напряжение изгиба примерно равно 662 мВ.
10