Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине



Скачать 102.93 Kb.
Дата02.11.2012
Размер102.93 Kb.
ТипОтчет
Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ижевский государственный технический университет
Кафедра ВТ

Отчет по лабораторной работе № 1
Исследование полупроводникового диода
по дисциплине:

Электроника

Выполнил: ст. гр. 461

Оглезнев С.Н.
Проверил: профессор кафедры ВТ, д.т.н.

Куликов В.А.

Ижевск, 2005 г.

Цель: Ознакомление с измерительными приборами лаборатории. Изучение свойств полупроводниковых диодов.

1. Измерение ВАХ диода в прямом смещении Iд = f (Uд)
Схема установки:



Где R1 = 3.6k, VD1 Д226
Порядок выполнения.


  1. Подключили к разъему Х1 макета Источник Питания ИП1 Б5-49: плюсом (+) к сигнальному проводу. К разъему Х3 – цифровой вольтметр В7-16. Изменяя напряжение на выходе ИП1 Б5-49 от 0.1 до 0.9В с шагом 0.1В; и от 0.9 до 9.9В с шагом 1В, измеряли напряжение на выходе ИП1 и на диоде.
    Данные занесли в таблицу:

 

UИП1

Uд, В

Iд, мА

Ln(Iд)

1

0,098

0,098

0,000

-

2

0,198

0,198

0,000

-

3

0,296

0,296

0,000

-

4

0,398

0,382

0,004

-5,416

5

0,498

0,427

0,020

-3,926

6

0,598

0,450

0,041

-3,191

7

0,698

0,460

0,066

-2,716

8

0,798

0,477

0,089

-2,417

9

0,897

0,486

0,114

-2,170

10

1,896

0,553

0,373

-0,986

11

2,893

0,556

0,649

-0,432

12

3,892

0,571

0,923

-0,081

13

4,890

0,583

1,196

0,179

14

5,890

0,592

1,472

0,386

15

6,887

0,600

1,746

0,558

16

7,886

0,608

2,022

0,704

17

8,888

0,613

2,299

0,832

18

9,887

0,619

2,574

0,946




  1. Ток диода рассчитывается по формуле:

(мА) (для опыта № 10),
где - напряжение, снимаемое с источника питания ИП1 Б5-49

- напряжение, на диоде VD1 Д226

- сопротивление резистора R1.

  1. По данным таблицы построили графики ВАХ в линейном и полулогарифмическом масштабах:





  1. По графику ВАХ в линейном масштабе, нашли падение напряжения на открытом диоде Uд ≈ 0,59В:



  1. Используя теоретическое выражение для ВАХ: , в которой «1» можно пренебречь, определили параметры теоретического выражения I0 и m, для этого составили систему 2 уравнений, используя данные 2 строк таблицы:

Например строк № 11 и 14:

Подставим значения соответственно для 14 и 11 опытов:

Поделим первое уравнение на второе, получим:



Подставим полученное нами значение m например в первое уравнение системы, чтобы найти значение I0:

(мкА)

Вывод: в результате проведения опытов, мы получили следующие значения параметров диода: UДот = 0,59В, I0 = 2 мкA, m = 1.691. Как видно из графика, мы получили соответствие между теоретической и экспериментальной ВАХ диода – на графике прямая линия. Как и следовало ожидать I0 составляет 10-6, что удовлетворяет теоретическим данным. Значение же поправочного коэффициента m получилось чуть выше нормы.
2. Исследование частотных свойств диода.



  1. Собрали заданную схему установки:




где R1 = 3.6k

VD1 Д226

Г3-109 – генератор синусоидальных импульсов

С1-69 – осциллограф


  1. Установили на выходе генератора напряжение U = 4В.

  2. Сняли осциллограмму на выходе генератора и на резисторе R1 на частотах 50Гц, 500Гц, 5кГц, 50кГц.


Показания осциллографа на выходе генератора при частоте 50 Гц:

MX = 5 мс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см

Показания осциллографа на резисторе при частоте 50 Гц:

MX = 5 мс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см



Показания осциллографа на выходе генератора при частоте 500 Гц:

MX = 0,5 мс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см


Показания осциллографа на резисторе при частоте 500 Гц:

MX = 0,5 мкс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см

Показания осциллографа на выходе генератора при частоте 5 кГц:

MX = 50 мкс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см

Показания осциллографа на резисторе при частоте 5 кГц:

MX = 50 мкс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см


Показания осциллографа на выходе генератора при частоте 50 кГц:

MX = 5 мкс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см

Показания осциллографа на резисторе при частоте 50 кГц:

MX = 5 мкс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см


Вывод: для разных частот f мы получили различные виды осциллограмм, причем сам вид осциллограммы усложнялся с увеличением частоты. Это объясняется следующим: при небольших частотах диод пропускает ток только в одном направлении, он успевает восстановить свое значение сопротивление, до того как направление тока измениться. При повышении же частоты, диод начинает проводить ток и в обратном направлении – это связано с тем, что он не успевает восстановить свое сопротивление, прежде чем ток сменит свое направление. При достижении макcимальной частоты fmax, диод начинает стабильно проводить ток в обоих направлениях.

3. Исследование выпрямителя с фильтром


  1. Собрали следующую схему установки:





R1 = 3.6k

VD1 Д226


  1. Сняли осциллограмму U на выходе выпрямителя на частотах f = 50Гц, 500 Гц и 5 кГц:


Осциллограмма напряжения на выходе выпрямителя на частоте 50 Гц:
МХ = 5 мс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см



Осциллограмма напряжения на выходе выпрямителя на частоте 50 Гц:

МХ = 0,5 мс/см МY = 2 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см




Осциллограмма напряжения на выходе выпрямителя на частоте 5 кГц:
МХ = 10 мкс/см МY = 5 В/см из расчета 1 деление = 0.5 см



Вывод: построив данную схему, мы получили выпрямитель с фильтром. Как видно из осциллограмм, что при увеличении частоты, значение напряжения на выходе выпрямителя стремиться к одной величине: U≈1.7В. Это объясняется следующим: На низких частотах за время одного периода конденсатор выпрямителя успевает разрядиться и запасенной в нем энергии недостаточно для сглаживания пульсаций. Когда мы повышаем частоту, конденсатор не успевает полностью разрядиться, как следствие – напряжение на резисторе не равно «0». При повышении частоты сигнал еще больше выпрямляется – сглаживается.

4. Моделирование в программе Micro – Cap 7.0


  1. С помощью программы MC7 построим схему, соответствующую первой части лабораторной работы, т.е. получаем следующую схему:




Построим ВАХ диода, для этого произведем анализ схемы по постоянному току. Мы получили следующую зависимость:




  1. Построим схему, соответствующую второй схеме лабораторной работы, - работа диода в динамическом режиме:




Произведем анализ переходных процессов на разных частотах.

  1. Для анализа на частоте 50Гц, установим временной интервал исследования 25 миллисекунд, максимальный шаг дискретизации 1 микросекунда, и частоту источника питания 50Гц. Получили следующую зависимость.



  1. Для анализа на частоте 500Гц, установим временной интервал исследования 4 миллисекунды, максимальный шаг дискретизации 1 микросекунда, и частоту источника питания 500Гц. Получили следующую зависимость.



  1. Для анализа на частоте 5кГц, установим временной интервал исследования 0,4 миллисекунды, максимальный шаг дискретизации 1 микросекунда, и частоту источника питания 5кГц. Получили следующую зависимость.



  1. Для анализа на частоте 50кГц, установим временной интервал исследования 40 микросекунд, максимальный шаг дискретизации 0,01 микросекунда, и частоту источника питания 50кГц. Получили следующую зависимость.





  1. Третья схема, соответствующая однополупериодному выпрямителю с фильтром примет вид:



1. Для анализа на частоте 50Гц, установим временной интервал исследования 40 миллисекунд, максимальный шаг дискретизации 1 микросекунда, и частоту источника питания 50Гц. Получили следующую зависимость



2. Для анализа на частоте 500Гц, установим временной интервал исследования 40 миллисекунд, максимальный шаг дискретизации 1 микросекунда, и частоту источника питания 500Гц. Получили следующую зависимость



  1. Для анализа на частоте 5кГц, установим временной интервал исследования 40 миллисекунд, максимальный шаг дискретизации 1 микросекунда, и частоту источника питания 5кГц. Получили следующую зависимость



Вывод: по результатам моделирования на компьютере, мы получили теоретические характеристики ВАХ диода, а также исследовали работу диода в динамическом режиме, и в качестве выпрямителя. Графики, полученные в результате моделирования в Micro-Cap 7.0 практически совпадают с графиками, полученными в результате практического моделирования на схемах.




Похожие:

Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет по лабораторной работе №2 по дисциплине «Цифровая обработка сигналов»
Ознакомиться с теоретическим введением и дополнительными материалами к лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconЛабораторная работа №2 изучение электронно дырочных процессов в p n переходе
Цель работы состоит в экспериментальном изучении вольт–ам-перной характеристики полупроводникового диода и в вычислении параметров,...
Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет по лабораторной работе по дисциплине: " Зашита Информации"

Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет по лабораторной работе №2 по дисциплине: «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций»

Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет по лабораторной работе №15 по дисциплине "Программирование на языке высокого уровня"

Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет по лабораторной работе № "Исследование уязвимостей при помощи сканера x-spider"

Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет по лабораторной работе №4 исследование рупорных и линзовых антенн подпись Дата Ф. И. О

Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconМетодические указания к лабораторной работе по дисциплине
Операции с таблицами баз данных в среде Delphi: методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Информационное обеспечение...
Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине iconОтчет По лабораторной работе №1. 2 «Исследование электростатического поля методом моделирования в проводящей среде»
Цель работы: исследование конфигурации электростатического поля; построение эквипотенциалей и линий напряженности для заданной формы...
Отчет по лабораторной работе №1 Исследование полупроводникового диода по дисциплине icon4. Два реостата. Блок питания
Измерение вольт-амперной характеристики полупроводникового диода и определение его параметров
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org