|
ТУ-София
ФЕТТ, катедра „Електронна техника”
Полупроводникови елементи
|
Име
|
|
фак.№
|
Факултет
|
|
група
|
Дата
|
|
И З С Л Е Д В А Н Е
Н А П О Л У П Р О В О Д Н И К О В И Д И О Д И
З А Д А Н И Е:
I. Въпроси за предварителна подготовка :
1. Начертайте полупроводников диод поляризиран в права посока и със стрелка означете посоката на протичащият ток.
2. Начертайте полупроводников диод поляризиран в обратна посока и със стрелка означете посоката на протичащият ток, колкото и малка да е неговата стойност.
3.Напишете уравнението на ВАХ на диод :
а) във вида IF = f(UF) ; б) във вида UF = f(IF) ;
в)напишете формули за определяне на статичното съпротивление RСТ и диференциалното съпротивление rd ;
г) дефинирайте основните парамери: ток на насищане и коефициент на неидеалност.
4.В обща координатна система начертайте ВАХ на полупроводникови диоди от Si и Ge. За двата диода посочете приблизителни числени стойност на напрежението в право свързване UF и обратния ток на диода IR . При кой от диодите започва да протича ток при по-ниско наптежение в права посока и защо? При кой от диодите протича по-малък ток в обратна посока IR и защо?
5.В обща координатна система начертайте ВАХ на полупроводников диоди от Si при две различни температури Т1>Т2. Как се променя UF при повишаване на температурата? Кой параметър на диодите оценява тази зависимост и каква е типичната му стойност? Как се променя IR при повишаване на температурата?
6. Начертайте схема на Si диод поляризиран в права посока. В схемата освен диода включете захранващ постояннотоков източник Е=10V и токоограничаващ резистор R= 1.5kΩ, последователно на диода. Определете стойността на протичащият през диода ток IF, както и Rст и rd.
Забележка !
-
отговорите на поставените въпроси касаят предварителната подготовка на студентите за лабораторните упражнения по дисциплината ППЕ . Това е теоретичната част на протокола за конкретното упражнение.
-
всеки студент в началото на упражнението представя в писмен вид (подготвени на ръка) отговорите на така поставените въпроси . При липса на този материал студентът не се допуска до лабораторно упражнение.
II.Практически измервания :
1.Да се снеме ВАХ в права и обратна посока на Ge изправителен диод Д7Ж при две различни температури – Т1 /25C/ и Т2 /50 C/.
2.Да се снеме ВАХ в права и обратна посока на Si изправителен диод Д226 при две различни температури – Т1/25C/ и Т2/50 C/ .
3.Да се снеме ВАХ в права и обратна посока на Si Шотки диод BAT85 при две различни температури – Т1/25 C/ и Т2 /50 C/.
III. Графична част :
1.Да се построят в обща координатна система ВАХ на Si диод и Ge диод за двете температури.
2. Да се построят в обща координатна система ВАХ на Si диод и Si Шотки диод за двете температури.
IV.Изчислителна част.
1.Да се определи стойността на емпиричния коефициент m за изследваните диоди.
2.Да се определи посредством изчислената стойност на m, стойността на IS за изследваните диоди и се сравни с опитно измерената стойност , ако има такава.
3.Да се определи IS за Ge диод при стайна температура, посредством измерената стойност на IS при Т2. Да се сравни получената стойност с изчислената в т.2.
4.Да се определят Rст и rd от опитните данни за стойност на тока IF=10ma за изследваните диоди. Да се сравнят стойностите на Rст и rd . Да се определят аналитично Rст и rd и се сравнят с определените от опитните данни.
5.Да се определи стойността на TKUF за стойност на тока IF=20ma за изследваните диоди .
У К А З А Н И Я З А Р А Б О Т А.
I.Практически измервания :
Първоначално се извършват всички измервания при стайна температура.За целта от съответния превключвател се избира диода ,който ще се изследва - напр. Д7Ж. От превключвателят за избор на посоката на включване на диода се избира права или обратна посока.
При снемане на ВАХ в права посока със съответният потенциометър от макета се задават стойности на тока, протичащ през диода /съгласно табл.1./, и се измерва напрежителният пад върху него. Протичащият през диода ток се измерва с амперметър, обхватите на който се избират чрез съответният галетен превключвател.В началото се избира някой от по- малките обхвати и се задават малки стойности на тока - напр.100мка,500 мка. и т.н. Целта е да се снемат няколко точки в началото на ВАХ , когато диодът се отпушва.След това се преминава на по -големите обхвати и се задават останалите стойности на тока/табл.1./.Падът на напрежение върху диода се измерва с цифров волтметър.Той трябва да се постави на обхват 2000 mV /2V/ -отчетите са директно в mV. По този начин трябва да се снемат поне 10 точки от ВАХ.Получените стойности за тока и напрежението се представят в протокола в табличен вид.
табл. 1
|
IF, mА
|
0
|
0.1
|
0.5
|
1
|
2
|
4
|
6
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
15
|
20
|
UF,mV
25°C
|
Ge диод
(Д7Ж)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si диод
(Д226/1N4002)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si Шотки диод
BAT85
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UF,mV
50°C
|
Ge диод
(Д7Ж)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si диод
(Д226/1N4002)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si Шотки диод
BAT85
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При снемане на ВАХ в обратна посока се задават стойности на обратното напрежение /табл.2./ ,приложено върху диода и се отчита протичащият през него обратен ток. Първоначално се избира най-ниския обхват на амперметъра и след това при увеличаване на напрежението,ако се наложи,се преминава на по-голям обхват. Напрежението се измерва отново с цифровия волтметър,но на обхват 200 V./ ВНИМАНИЕ !! Ако изследвате диод BAT85 обратното напрежение не трябва да получава стойности по-големи от 20V/. По този начин трябва да се снемат поне 6-8 точки от ВАХ.Получените стойности за тока и напрежението се представят в протокола в табличен вид.
табл. 2
|
UR, V
|
0
|
1
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
15
|
20
|
40
|
60
|
80
|
100
|
IR,µА
25°C
|
Ge диод
(Д7Ж)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si диод
(Д226/1N4002)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si Шотки диод
BAT85
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Да не се измерва
|
IR,µА
50°C
|
Ge диод
(Д7Ж)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si диод
(Д226/1N4002)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si Шотки диод
BAT85
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Да не се измерва
|
След завършване на всички измервания при стайна температура се включва термостата,който загрява приборите до температура 50 C и поддържа тази температура.Това става с помощта на съответния ЦК превключвател от макета.Наблюдава се състоянието на светодиода, който показва дали е включен нагревателят. Загасването на светодиода показва ,че е достигната зададената температура. Без да се променя състоянието на ЦК превключвателя/термостатът трябва да остане вкл./ се снемат отново ВАХ на трите диода в права и обратна посока.
Това става по описания по горе начин.
II. Графична част :
Снетите ВАХ се построяват графично върху милиметрова хартия.ВАХ в права посока се разполага в първи квадрант (UF , IF ), a ВАХ в обратна посока се разполага в трети квадрант (UR , IR ) на координатната система. Стойностите на напрежението се нанасят върху абсцисната ос, като мащабът при свързване в права (UF) и обратна (UR) посока очевидно трябва да бъде различен. Стойностите на тока се нанасят върху ординатната ос, като мащабът при свързване в права (IF) и обратна (IR) посока очевидно трябва да бъде различен.
III.Изчислителна част.
Всички предвидени в заданието изчисления се извършват по дадените в Ръководството за лабораторни упражнения зависимости. IS се определя от зависимостта : , напр. при IF =1 mA и IF = 10mA.
III.П Р О Т О К О Л
Протоколът трябва да съдържа:
1.Задание.
2.Теоретична част - отговорите на въпросите за предварителна подготовка.
3.Експериментални резултати-това са таблиците с измерените стойности на тока и напрежението.
4.Графична част - тук спадат построените графично на мм. хартия всички снети ВАХ.
5.Изчислителна част -това са предвидените в заданието изчисления за определянe на m, IS, Rст, rd и TKUF .
6.Изводи.
Тази част от протокола е най-важна,защото се извършва самостоятелно и показва дали правилно са проведени изследванията и осмислени получените резултати.
Сподели с приятели: |