На рисунке 1.1 и 1.2 приведены схемы для снятия вольтамперных характеристик диода. Необходимость использования двух схем для снятия прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики вызвана тем, что напряжение на диоде при прямом включении значительно меньше, чем при обратном. Поэтому используются разные источники напряжения G1 и G2 для снятия прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики. Для ограничения резкого изменения тока последовательно с источниками включен резистор R1.
Рисунок 1.1.
Рисунок 1.2.
Отличие схем состоит также в том, что в первой схеме вольтметр подключен параллельно диоду, а во второй - источнику. Подключать вольтметр непосредственно к диоду во второй схеме не следует, так как ток, протекающий через вольтметр, соизмерим с обратным током диода и микроамперметр будет показывать сумму токов диода и вольтметра, давая большую погрешность.
Пределы измерения приборов следует выбирать с учетом максимально допустимых параметров исследуемых диодов.
На рисунке 1.3 приведена схема исследования диода на переменном токе. Источником переменного тока является генератор G~, в качестве которого используется генератор Г3-111 или подобный. Форму подводимого напряжения, напряжения на диоде и на нагрузке наблюдают с помощью осциллографа.
Рисунок 1.3.
4. Задание к работе в лаборатории.
4.1 Выписать из справочника максимально допустимые параметры диодов IПР МАКС, UОБР МАКС, исследуемых в лаборатории, и занести их в таблицы 1 и 2, а также параметры стабилитрона UСТ и IСТ МАКС , которые следует занести в таблицу 3.
4.2. Собрать схему для снятия вольтамперных характеристик диодов при прямом включении (рисунок 1.1). Пределы приборов рV1- в зависимости от типа диодов установить 0,5¸1 B, а pA1 - чтобы не превышал 0,5× IПР МАКС.
4.3. Последовательно снять вольтамперные характеристики предложенных диодов. Результаты занести в таблицу 1. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица 1а. Диод ... (Ge) IПР МАКС=... мА
UПР, В
0-0,1
0,15
0,2
IПР, мА
Таблица 1б. Диод ... (Si) IПР МАКС=... мА
UПР, В
IПР, мА
Таблица 1в. Стабилитрон ... (Si) IПР МАКС=... мА
UПР, В
IПР, мА
4.4. Собрать схему для снятия вольтамперных характеристик диодов при обратном включении (рисунок 1.2.). Предел миллиамперметра pA1 установить 0,1 мА, а вольтметра pV1 - чтобы не превышал 0,5×UОБР МАКС, но не более 50 В.
4.5. Снять вольтамперные характеристики германиевого и кремниевого диодов, результаты измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2а. Диод ... UОБР МАКС= ... В
UОБР, В
IОБР, мкА
Таблица 2б. Диод ... UОБР МАКС=... В
UОБР, В
IОБР, мкА
4.6. Снять вольтамперную характеристику кремниевого стабилитрона. Для этого предел миллиамперметра pA1 установить 20-50 мА. Результаты занести в таблицу 3. Пример таблицы приведен ниже.
4.7.Исследоать германиевый диод на переменном токе. Для этого собрать схему (рисунок 1.3).
4.8. Зарисовать осциллограммы:
а) подводимого переменного напряжения от генератора U(t),
б) напряжения на диоде UD(t),
в) напряжения на нагрузке UR(t).
5. Указания к составлению отчета.
5.1. Привести схемы исследования полупроводниковых диодов.
5.2. Привести параметры, исследуемых диодов, взятые из справочника.
5.3. Привести таблицы с результатами измерений.
5.4. На графике №1 построить вольтамперные характеристики германиевого и кремниевого диодов, используя различный масштаб по осям напряжения и тока для прямого и обратного включений.
5.5. Рассчитать прямое сопротивление диодов по постоянному току при токе 10 мА и обратное сопротивление при напряжении 10 В. Сравнить сопротивления диодов при прямом и обратном включениях.
5.6. На графике №2 построить вольтамперные характеристики кремниевого стабилитрона. Указать участок стабилизации.
5.7. Привести осциллограммы подводимого напряжения, напряжений на диоде и на нагрузке. Осциллограммы строятся одна под другой с соблюдением масштаба времени.
