Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электроника» (стр. 3 из 5)

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Исходные данные для расчета.

3. Предварительный расчет.

4. Принципиальную схему лабораторной установки.

5. Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

6. Графики зависимостей, полученных в результате эксперимента и расчета.

7. Краткие выводы по результатам расчета и эксперимента.

Контрольные вопросы

1. Пояснить как образуется p-n-переход.

2. Свойства p-n-перехода, потенциальный барьер.

3. Какой из выводов полупроводникового диода называют базой, а какой эмиттером и почему?

4. Виды полупроводниковых диодов, назначение, область применения, основные параметры и характеристики.

5. В чем особенность диодов Шотки, их достоинства и область применения.

6. В чем отличие идеальной ВАХ полупроводникового диода от реальной?

7. Сравнить ВАХ германиевого и кремниевого полупроводникового диода, сопоставить с полученными экспериментальными данными.

8. Сравнить по температурным свойствам кремниевый и германиевый полупроводниковые диоды.

9. Что называют прямым включением диода?

10. Какой ток протекает через диод при его обратном включении и чем он вызван?

11. Какое явление называется пробоем диода? Виды пробоя.

12. Что называют дифференциальным сопротивлением диода?

13. Пояснить как в лабораторной работе экспериментально снимались ВАХ диодов?

14. Нарисовать принципиальную схему однополупериодного выпрямителя отрицательного напряжения и осциллограммы сигнала на его входе и выходе.

15. Нарисовать принципиальную схему амплитудного диодного ограничителя, исследовавшегося в работе, и осциллограммы сигнала на его входе и выходе, пояснить принцип действия.

16. Чем обусловлен порог ограничения амплитудного диодного ограничителя?

17. Чем обусловлены инерционные свойства полупроводниковых диодов?

18. Какие параметры характеризуют инерционность полупроводниковых диодов?

Лабораторная работа №2

Исследование стабилитронов

Цель работы - ознакомление с основными параметрами и характеристиками полупроводниковых стабилитронов.

Общие сведения

Стабилитроны предназначены для стабилизации напряжения на нагрузке при изменении питающего напряжения или сопротивления нагрузки, для фиксации уровня напряжения и т. д. Полупроводниковый стабилитрон представляет

собой плоскостной диод, выполненный из сильно легированного кремния. Для стабилитронов рабочим является участок электрического пробоя ВАХ в области обратных напряжений рис. 8,а. На этом участке напряжение на диоде остается практически постоянным при изменении тока через диод.

а б

Рис. 8

Вольт-амперная характеристика стабилитрона представлена на рис. 8,а. В рабочей области вольт-амперную характеристику стабилитрона можно аппрок-симировать выражением:

I = -A exp [α (U_ст − βU )],

Коэффициенты α и β характеризуют форму кривой в области стабилизации. Характеристика реального стабилитрона приведена на рис. 8,б. Заштрихованная область определяет возможный разброс напряжений стабилизации. Вначале лавинный процесс неустойчив. Поэтому интервал рабочих токов стабилитрона выбирают от I_min, определяемого необходимой устойчивостью работы, до I_max, определяемого максимально допустимой мощностью рассеивания. Стабилитрон присоединяют параллельно нагрузке R_н.

Для стабилизации малых напряжений (до 1В) используют стабисторы- кремниевые диоды, у которых для стабилизации используется прямая ветвь ВАХ.

Основные параметры стабилитрона:

Номинальное напряжение стабилизации U_{ст ном} — напряжение на стабилитроне в рабочем режиме (при заданном токе стабилизации).

Минимальный ток стабилизации I_ст.min — наименьшее значение тока стабилизации, при котором режим пробоя устойчив.

Максимально допустимый ток стабилизации I_ст.max— наибольший ток стабилизации, при котором нагрев стабилитронов не выходит за допустимые пределы.

Дифференциальное сопротивление r_диф — отношение приращения напряжения стабилизации к вызывающему его приращению тока стабилизации: r_диф= DU_ст /DI_ст.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации- отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды: a_ст=DU_ст /(U_стDT).

К параметрам стабилитронов также относят максимально допустимый прямой ток I_max, максимально допустимый импульсный ток I_{пр.и max} , максимально допустимую рассеиваемую мощность Р _max .

Задание

Расчетная часть

1. Рассчитать параметрический стабилизатор рис. 9,а на заданное значение нагрузки

с выходным напряжением 9В и нестабильностью 1% при нестабильности напряжения на входе 10%.

Для параметрического стабилизатора справедливы соотношения:

,

,

,

,

.

2. Для рассчитанного параметрического стабилизатора определить изменение напряжения стабилизации DU_ст при изменении температуры на 50⁰С.

Исходные данные к расчету

Параметры стабилитрона КС191Ж:

, , r_диф=47Ом, a_ст=0,09[%/⁰C], .

Экспериментальная часть

а Рис. 9 б

1. Исследовать полупроводниковые стабилитроны VD1, VD2 рис. 9,а,б:

- cнять вольт-амперные характеристики (ВАХ) стабилитронов VD1, VD2 I=f(U),

(не менее 10 точек);

- результаты оформить в виде таблиц 3, 4 и графиков.

Таблица 3

Прямая ветвь	UVD1 [B]
	UR1 [B]
	IVD1 [mA]
Обратная ветвь	UVD1 [B]
	UR1 [B]
	IVD1 [mA]

Таблица 4

Прямая ветвь	UVD2 [B]
	UR1 [B]
	IVD2 [mA]
Обратная ветвь	UVD2 [B]
	UR1 [B]
	IVD2 [mA]

2. Снять амплитудные характеристики схем рис. 9, а,б U_вых=f(U_вх) в диапазоне U_вх=-15В…+15В, результаты занести в таблицу 5.

Таблица 5

Uвх1 [B]
Uвых1 [B]
Uвх2 [B]
Uвых2 [B]

3. По результатам эксперимента определить: