Мета роботи - вивчення властивостей напівпровідникових діодів шляхом практичного зняття і дослідження їх вольт-амперних характеристик. Схема дослідження, необхідні пристрої і деталі Для зняття вольт-амперної характеристики напівпровідникового діода можна використати схему, яка зображена на рис.З. Елементи схеми визначаються типом досліджуваного діода. У табл.З наведені основні параметри деяких випрямляючих діодів, які широко застосовуються в електронній апаратурі. Основні параметри деяких випрямляючих діодів Таблиця 1 Максимальний Пряме Максимальна Максимальний
Тип діода випрямлений падіння зворотна зворотний
струм напруги напруга струм
?? випр.макс ,А
?? пр ,В
?? зв макс ,В
?? зв.макс ,мкА
Д2Б+Д2И 0,008÷0,025 1 10÷150 100÷250
Д9Б+Д9М 0,015÷0,04 1 10÷100 60÷250
Д226-Д226Е 0,3 1 200÷400 50
КД106А 0,3 1 100 10
Д223+Д223Б 0,05 1 50÷150 1
2Д215А 1,0 1,2 400 50
Д24Ї+Д242Б 10 1,0÷1,5 100 3000
Значення е.р.с. Е джерела постійного струму залежить від типу досліджуваного діода. Однак у більшості випадків досить прикласти до діода в прямому напрямку напругу порядку 1 В, а в зворотному - порядку (20 ÷50) В. Цю напругу можна отримати від джерела постійної регульованої напруги, яке передбачене в комплекті лабораторного макету. Перемикач SA1 використовується для зміни полярності напруги, що підводиться до діода. Якщо перемикач встановлений у положення 1, то на діод подається пряма напруга, а при встановленні перемикача в положення 2 -зворотна. Потенціометр R з опором порядку 1 кОм використовують для плавного регулювання значення напруги, що прикладається до діода. Вольтметр повинен бути розрахований на вимірювання постійних напруг у межах (0÷50) В. Для більшої точності відліку при знятті вольт-амперної характеристики в прямому напрямку бажано застосувати вольтметр з двома або декількома межами вимірювань, одна з яких повинна складати приблизно (1÷2) В. При вимірюваннях вольтметром прямих і зворотних напруг необхідно дотримуватись відповідної полярності вмикання. Перемикач SA2 призначений для під'єднання в схему одного з приладів, який вимірює струм діода. При встановленні перемикача в положення 1 в схему вмикається прилад для вимірювання прямого струму, верхню границю вимірювань якого вибирають відповідно до максимального значення випрямленого струму досліджуваного діода. При встановленні перемикача SA2 в положення 2 в схему вмикається мікроамперметр для вимірювань зворотного струму. Шкала цього приладу розраховується на відповідне максимальне значення зворотного струму діода (див. табл.1). Для захисту схеми від випадкового пробою діода в ній передбачені два запобіжники FU1 і FU2, які розраховані на максимально допустиме значення випрямленого струму досліджуваного діода. Складання і випробування схеми / Рис.З. Схема для дослідження напівпровідникового діода Підібравши елементи схеми, з'єднують їх між собою у відповідності з рис.З. Після перевірки приступають до випробування схеми. Повзунок потенціометра R встановлюють у таке положення, при якому до вимірювальної частини схеми не буде підводитися напруга. Для випробування схеми при прямій напрузі, прикладеній до діода, перемикачі SA1 і SA2 встановлюють у положення 1. Верхня межа вимірювання напруги вольтметра повинна бути порядку (1÷2) В. Потім обережно пересувають повзунок потенціометра, збільшуючи напругу, що подається на діод. Одночасно стежать за значенням прямого струму діода, яке повинно змінюватись у межах, достатніх для зняття прямої гілки вольт-амперної характеристики. Якщо значення напруги, що підводиться до діода, змінюється дуже різко, то потрібно підібрати потенціометр з іншим значенням опору. Після цього повзунок потенціометра R знову встановлюють у положення нуля, а перемикачі SA1 і SA2 в положення 2 (зворотне вмикання). Шкала вольтметра повинна бути розрахована на вимірювання напруги порядку 50 В. Потім поступово збільшують зворотну напругу, прикладену до діода, і стежать за показами мікроамперметра. Значення зворотного струму повинно змінюватися незначно і не перевищувати максимального значення, допустимого для даного типу діода. Випробування схеми проводять для трьох - чотирьох діодів, що підлягають дослідженню. Зняття вольт-амперної характеристики Inp=f(Unp) при прямій напрузі, прикладеній до діода Для зняття вольт-амперної характеристики потрібно встановити обидва перемикачі в положення 1 і, змінюючи напругу джерела від 0 до 1 В (з інтервалом 0,1 В), слідкувати за змінами значення прямого струму. Результати спостережень записати в табл.2. Таблиця 2 ?? пр =??( ?? пр. ) Діод типу ______ ?? пр ,В
?? пр ,мА
Зняття вольт-амперної характеристики IM=fi(U,.) при зворотній напрузі, прикладеній до діода Для зняття цієї характеристики необхідно встановити обидва перемикачі в положення 2 і, змінюючи напругу джерела від 0 до 50 В (з інтервалом 5 В), слідкувати за значенням зворотного струму діода. Результати спостережень записати в табл.З. Таблиця 3 ?? зв = ?? 1 ( ?? зв ) Діод типу ______ ?? зв ,В
?? зв ,мкА
Примітка. Якщо при випробуванні діода зворотний струм перевищує максимально допустиме значення, то випробування потрібно зупинити. Діод до експлуатації не придатний. Побудова вольт-амперної характеристики діода За даними табл.2 і табл.З у прямокутній системі координат будують вольт-амперну характеристику діода ??=??(??). Необхідно правильно підібрати масштаби струмів і напруг, що відкладаються по леях у прямому і зворотному напрямках. Визначення коефіцієнта випрямлення Кя діода Для розрахунку Кв потрібно визначити прямий і зворотний струми діода при напрузі 1 В і підставити їх значення у формулу К в = ?? пр ?? зв Визначивши Кв для декількох типів діодів, потрібно вказати, який з них найбільш придатний для роботи в схемах випрямлення.
