Лабораторный макет питается с помощью кабеля от лабораторной сети постоянного напряжения +15В. Его электрическая схема приведена на рис.10
Лабораторный макет предназначен для снятия ВАХ полупроводниковых диодов, а также для ознакомления с работой устройств на их основе: однополупериодного выпрямителя и стабилизатора. Макет содержит регулируемый источник постоянного напряжения, позволяющий регулировать напряжение в пределах -10В до +1,3В. потенциометром, ручка которого выведена на лицевую панель- «регулировка напряжения».
Исследуемые полупроводниковые выпрямительные диоды D220 - кремниевый, D9Б - германиевый и стабилитрон КС156А вмонтированы на плате внутри макета и их подключение в схему осуществляется путем включения соответствующих перемычек на наборном поле - панельке 16-штырькового разъёма XS4, расположенного на лицевой панели макета.
Для измерения тока диодов используется миллиамперметр, расположенный на лицевой панели макета. При измерении прямого тока предел измерения миллиамперметра РА равен 10mА. При измерении токов обратной ветви ВАХ диодов, когда миллиамперметр дает малое отклонение, следует нажать расположенную под миллиамперметром кнопку, переключающую шунт Rш прибора. При этом полная шкала миллиамперметра соответствует 100 mкА. Смена полярности подключения измерительного миллиамперметра РА происходит автоматически одновременно с изменением положения переключателя SА2 ветвей вольт- амперной характеристики (ВАХ) – «прямая ветвь», «обратная ветвь».
Для измерения напряжения на диоде на лицевой панели макета имеются гнезда для подключения внешнего вольтметра В7-58/2.
При исследовании устройств, выполненных на основе полупроводниковых диодов, используется генератор GFG-8215А в качестве источника синусоидального напряжения. Схемы исследуемых устройств и расположение их контрольных точек на наборном поле приведены на лицевой панели.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКАИХ ВЫПОЛЕНИЯ
Перед началом измерений проверить подключение макета к лабораторной сети (питание +15В). Включить тумблер «Сеть» (SА1).
ЗАДАНИЕ 1. Исследование вольт- амперной характеристики германиевого диода D9Б:
1) в соответствии со схемой включения диодов, приведенной на лицевой панели, на наборном поле ХS4 установить перемычку в точках 1а-4b;
2) для измерения напряжения на исследуемом диоде подключить вольтметр к гнездам (→V). Соединить перемычкой точки 1b -8а. Вольтметр В включить в режим измерения постоянного тока.
Рис.4.1. Схема для измерения прямой ветви ВАХ диода
Рис.4.2. Схема для измерения обратной ветви ВАХ диода
3) снять «прямую ветвь» ВАХ германиевого диода D9Б по схеме, приведенной на рис.4.1:
- установить переключатель SА2 в положение «прямая ветвь», при помощи ручки «регулировка напряжения» генератора Е лабораторного макета установить напряжение равное нулю (предел измерения вольтметра 2 вольта)
- регулируя напряжение встроенного генератора Е, снять прямую ветвь ВАХ диода D9Б. Измерения выполнить для точек указанных в табл. 1.
Таблица 1.
Uпр, В
+ 0,1
+0,2
+0,3
Iпр, mА
При измерении тока использовать шкалу миллиамперметра 10mА.
4) снять «обратную ветвь» ВАХ германиевого диода D9Б по схеме приведенной на рис.4.2:
- установить переключатель SА2 в положение «обратная ветвь» ВАХ, установить нулевое напряжение генератора Е.
Таблица 2.
Uобр, В
-I
………………
-10
Iобр, mкА
5-6 точек
- регулируя напряжение генератора Е в диапазоне от 0 до –10В снять обратную ветвь ВАХ исследуемого диода. Контроль напряжения осуществлять вольтметром (предел измерения 20 вольт). При измерении обратного тока кнопку SB держать в нажатом положении и считать, что шкала миллиамперметра 100 mкА. Результаты свести в табл.2;
5) построить на одном графике прямую и обратную ветви ВАХ для германиевого диода D9Б. На прямой ветви ВАХ в двух точках графически определить дифференциальное Rдиф= и статическое R0= сопротивление диода.
ЗАДАНИЕ 2. Исследование ВАХ кремниевого диода D220.
Исследование проводится по методике задания 1. Однако предварительно заменить германиевый диод на кремниевый. Для этого установить перемычку на наборном поле в точках 2а-4в. Подключить вольтметр в точках 8а-2в. При исследовании «прямой ветви» ВАХ кремниевого диода использовать табл.3.
Таблица 3.
Uпр, В
+ 0,2
+0,4
+0,5
Iпр, mА
По результатам исследований построить всю ВАХ кремниевого диода D220 на одном графике с германиевым диодом.
ЗАДАНИЕ3. Исследование стабилитрона КС156А.
Подключить стабилитрон с помощью перемычки в точках 3а-4b наборного поля. Переключить вольтметр в точки 8a-3b. По методике задания 1 пункт 4 снять обратную ветвь ВАХ стабилитрона. Однако при измерении с помощью миллиамперметра тока Iобр пользоваться шкалой 10mА и кнопку SB не нажимать!
По результатам измерений построить ВАХ стабилитрона. Определить по графику ВАХ напряжение стабилизации стабилитрона КС156А и его дифференциальное сопротивление.
ЗАДАНИЕ 4. Исследование однополупериодного выпрямителя.
1)Убрать все перемычки на наборном поле. На вход выпрямителя (рис.4.3) подключить генератор к клеммам макета и соединить перемычкой точки 5b-7b наборного поля. Установить амплитуду выходного напряжения равной 1В, частоту 200 Гц. Соединить точки 8a-6b перемычкой.
2) Подключить вход канал 1 осциллографа к входу выпрямителя, а вход канала 2 к выходу (рис.4.3.). Зарисовать временные диаграммы на входе и выходе выпрямителя:
ЗАДАНИЕ 5. Исследование стабилизатора напряжения
Измерить коэффициент стабилизации стабилизатора.
1) Соединить перемычкой точки 7а-8а и другой перемычкой – точки 4а-6а (рис.4.4.). Подключить вольтметр на вход стабилизатора. Измерить
напряжение Emax на входе стабилизатора;
2) переключить вольтметр на выход стабилизатора (соединить точки 8а-8в) и измерить выходное напряжение Umax;
3) изменить входное напряжение Emin на стабилизаторе (установить перемычку между 5а-6а) и, подключив вольтметр (7а-8а), его измерить;
4) переключить вольтметр на выход (соединить 8в-8а) измерить выходное напряжение стабилизатора Umin.
Определить по поученным результатам коэффициент стабилизации:
ИХ ВЫПОЛЕНИЯ
; принять: Е= 12В, Uст=5,6В.
