Прямая ветвь вольтамперной характеристики диода

Характеристики и параметры диода

Цель работы

Экспериментальное исследование полупроводниковых диодов, определение их параметров.

Домашнее задание

Запишите тип исследуемых диодов. Из справочника выпишите параметры и предельные режимы работы приборов (допустимый прямой ток I_пр.доп, максимальное значение прямого напряжения на диоде U_пр.max, допустимое обратное напряжение U_обр.mах, максимальный обратный ток I_обр, допустимую рассеиваемую мощность Р_доп и диапазон рабочих температур) и занесите их в таб. 1. Параметры диодов приведены в таб. 5.

Таблица 1

.

Прямая ветвь вольтамперной характеристики диода

Вызовите пакет анализа электронных схем Electronics Work Bench Multisim v9 (MS9).

В меню Simulate/Interactive Simulation Settings/ в окне выберите вкладку Analysis Options и щелчком ЛКМ выберите значение . Нажмите кнопку Customize (настроить). В открывшемся окне на вкладке Global нажмите кнопку (восстановить рекомендуемые значения) и затем ОК.

После этого в окне (установки моделирования) щелчком ЛКМ выберите значение и нажмите ОК.

Соберите схему рис. 7 для снятия прямой ветви вольтамперной характеристики (ВАХ) диода. Заданный диод выбираете из библиотеки реальных компонент Place Diode . Источник постоянного напряжения - из группы Show Power Source . Напряжение источника Е установите равным 50В для диодов с допустимым прямым током до двух ампер и 100В для диодов с бóльшим током, сопротивление резистора R1=Е/(1мА) кОм.

Для снятия характеристики по точкам при различных температурах окружающей среды воспользуемся предоставляемым пакетом EWB9 инструментом Temperature Sweep.

Выберите в меню анализа опцию Simulate/Analyses/Temperature Sweep. В открывшемся окне задайте значения температуры 27^оС и 60^оС и нажмите кнопку More. Из ставшего доступным выпадающего списка Analysis to sweep выберите вариант DC Operating Point. Затем перейдите на вкладку Output, нажмите клавишу More и затем ставшую доступной кнопку . Из выпадающего списка Parameter выберите напряжение на диоде vd (Diode voltage) и нажмите ОК. В левом окне появится выбранный параметр @dd1[vd]. Щелчком мыши выделите этот параметр и нажмите кнопку Add– обозначение будет перенесено в правое окно . Точно так же выберите параметр тока через диод id (Diode current) и перенесите параметр @dd1[id] в правое окно. Если в правом окне имеются какие-либо иные переменные – удалите их (выделите щелчком ЛКМ и нажмите кнопку Remove). Теперь нажмите кнопку Simulate- откроется окно со значениями выбранных параметров.

Первые две строки содержат значения прямого напряжения U_ПР и соответствующего ему прямого тока I_ПР при температуре окружающей среды 27^оС, следующие две строки - значения напряжения и тока при температуре 60^оС. Запишите полученные значения в таб. 2. В таблицу записывать только 3 значащие цифры. Последовательно уменьшая значение сопротивления R1 снимите ВАХ прямой ветви диода. При каждом последующем измерении не нужно повторять установки параметров – достаточно выбрать опцию Simulate/Analyses/Temperature Sweep и нажать кнопкуSimulate. Не забудьте записать тип диода в столбце «Диод».

Таблица 2. ВАХ диода

По результатам измерений постройте ВАХ диода при температурах 27 и 60, обе ВАХ построить в одних осях координат. На линейном участке характеристик постройте характеристические треугольник и определите прямое дифференциальное сопротивление диода r_д=ΔU_ПР/ΔI_ПР. В выводах к отчету объясните полученные различия. Вершины треугольника должны совпадать со значениями в таб. 2. Пример построения характеристического треугольника приведен на рис.8.

Возьмите точку одной из вершин характеристического треугольника и определите прямое статическое сопротивление диода в этой точке.R_ст=U_ПР/I_ПР.

Значения токов и напряжений в вершинах характеристического треугольника и значения r_{д запишите в таб. 3.}

Таблица 3. Дифференциальное сопротивление диода