Исследование полупроводникового диода
Автор: Monte Cristo • Декабрь 15, 2018 • Практическая работа • 1,290 Слов (6 Страниц) • 724 Просмотры
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Кафедра комплексной информационной безопасности
электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА
Практическая работа №2.
Выполнил
Принял
________ _______
1 Введение
1.1 Цель работы
1. Построение обратной ветви вольтамперной характеристики стабилитрона и определение напряжения стабилизации.
2. Вычисление тока и мощности, рассеиваемой стабилитроном.
3. Определение дифференциального сопротивления стабили-трона по вольтамперной характеристике.
4. Исследование изменения напряжения стабилитрона в схеме параметрического стабилизатора.
5. Построение нагрузочной прямой стабилитрона.
1.3 Теоретический материал
Стабилитроны – это сильно легированные полупроводниковые диоды, чаще всего кремниевые, работающие в режиме лавинного пробоя. Они предназначены для стабилизации уровня напряжения в нелинейных цепях постоянного тока, так как напряжение на стабилитроне сохраняется с определенной точностью при изменении протекающего через него тока в заданном диапазоне. При использовании высоколегированного кремния (высокая концентрация примесей, а, следовательно, и свободных носителей заряда) напряжение стабилизации понижается, а с уменьшением степени легирования – повышается. Напряжение стабилизации лежит в диапазоне от 3 до 180 В. Стабилитроны в основном используют в параметрических стабилизаторах напряжения, в которых максимальное напряжение на нагрузке ограничено некоторой заданной величиной.
[pic 1]
Рисунок 1 – Схема параметрического стабилизатора
Параметрические стабилизаторы осуществляют стабилизацию напряжения за счет изменения параметров полупроводниковых приборов: стабисторов, стабилитронов, транзисторов и др. Изменяемым параметром полупроводниковых стабилизаторов напряжения является их сопротивление или проводимость.
Схема простейшего стабилизатора с использованием стабилитрона приведена на рисунке 1. Дополнительный резистор Rб является гасящим и одновременно задает рабочую точку. При изменении сопротивления нагрузки Rн или входного напряжения U падение напряжения на резисторе Rб происходит таким образом, что напряжение Uн = UCT на нагрузке RH остается практически постоянным. Отметим, что рабочий режим стабилитрона обеспечивается подачей на стабилитрон не прямого, а обратного напряжения.
Вольтамперная характеристика полупроводникового стабилитрона изображена на рисунке 2.
[pic 2]
Рисунок 2 - Вольтамперная характеристика стабилитрона
Рабочим участком ВАХ стабилитрона является участок обратной его ветви, соответствующий области электрического пробоя p-n-перехода и ограниченный минимальным Iст.min и максимальным Iст.max значениями тока. На характеристике точками А и В отмечены границы рабочего участка. Положение точки А соответствует напряжению пробоя p-n перехода, которое зависит от удельного сопротивления исходного материала. Точка В соответствует предельному режиму, в котором на стабилитроне рассеивается максимально допустимая мощность.
При работе в этой области обратное напряжение на стабилитроне Uст незначительно изменяется при относительно больших изменениях тока стабилитрона Iст.
Поэтому при изменении входного напряжения
U±ΔU=±Uб+Uст
Изменяется в основном напряжение ±Uб=Rб*I на балластном резисторе Rб, где входной ток i=Iст+Iн (Рисунок 1).
При прямом включении стабилитрон может рассматриваться как обычный диод. Некоторые приборы могут применяться в прямом включении, такие приборы называются стабисторами.
Основными параметрами стабилитрона являются:
...