Моделювання вольт-амперних характеристик напівпровідникових діодів. Дослідження випрямних властивостей діода

Міністерство освіти і науки України

Національний університет «Львівська політехніка»

Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології

[pic 1]

ЗВІТ

Про виконання лабораторної роботи №2

З дисципліни «Схемотехніка пристроїв технічного захисту інформації»

Львів 2022

Тема роботи

Моделювання вольт-амперних характеристик напівпровідникових діодів. Дослідження випрямних властивостей діода

МЕТА РОБОТИ

Ознайомитися з основними параметрами і характеристиками напівпровідникових діодів, дослідити їх вольт-амперні характеристики. Ознайомитись з випрямними властивостями діода.

ЗАВДАННЯ

За допомогою графічного редактора системи схемотехнічного моделювання MicroCap 12 ознайомитись з моделлю діода. Отримати та дослідити вольт-амперну характеристику випрямного діода. Дослідити роботу діода у схемі однопівперіодного та мостового випрямляча. Дослідити вплив ємнісного згладжувального фільтра на напругу випрямленого сигналу.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

У системі схемотехнічного моделювання Micro-Cap12 (MC12) вибрати напівпровідниковий діод 1N457 (за індивідуальним завданням) та ознайомитись з його параметрами. За допомогою системи MC12 синтезувати схему для дослідження вольтамперних характеристик напівпровідникового випрямного діода . Використати джерело струму І1=1мА і джерело постійної напруги V1=10В. . Схема дослідження вольт-амперних характеристик діода . За допомогою аналізу передавальних характеристик за постійним струмом отримати вольт-амперну характеристику діода D1. З вольт-амперної характеристики визначити порогову напругу, напругу пробою та струм насичення діода. За допомогою системи MC12 синтезувати однопівперіодну схему випрямлення для дослідження випрямних властивостей діода (рис.7,а). Використати джерело 9 синусоїдальної напруги V1 з частотою f=1кГц та амплітудою А=30 В, напівпровідниковий діод D1 1N457, резистор навантаження RН з опором 1 кОм. Однопівперіодна схема випрямленнях діода (а); однопівперіодна схема випрямленнях з ємнісним згладжувальним фільтром (б)  Отримати часові залежності напруги в джерелі сигналу та в резисторі навантаження. Пояснити випрямні властивості діода. Розрахувати середню напругу, амплітуду основної гармоніки та частоту пульсацій сигналу в резисторі навантаження. Отримати спектр сигналу в резисторі навантаження. Визначити амплітуду постійної складової напруги; частоту та амплітуду основної гармоніки. Порівняти розраховані та визначені з графіка значення цих величин. . Додати конденсатор С1 ємністю 2 мкФ паралельно до опору навантаження . Отримати часову залежність напруги та спектр напруги сигналу в резисторі навантаження. Пояснити вплив ємнісного фільтра на форму сигналу в навантаженні. Визначити амплітуду постійної складової напруги; частоту та амплітуду основної гармоніки. Пояснити вплив ємнісного фільтра на значення цих величин.  За допомогою системи MC12 синтезувати мостову схему випрямлення з ємнісним згладжувальним фільтром . Використати джерело синусоїдальної напруги V1 з частотою f=1кГц та амплітудою А=30 В, напівпровідникові діоди D1–D4 1N457, резистор навантаження RН з опором 1 кОм, конденсатор С1 ємністю 2 мкФ. Задати покрокову зміну ємності С1 від 0 до 2 мкф. 10 Рис.8. Мостова схема випрямленнях діода з ємнісним згладжувальним фільтром . Отримати часові залежності напруги в джерела сигналі та в резисторі навантаження без згладжувального фільтра (С1=0) та з фільтром (С1=2 мкФ). Використовуючи часові залежності, пояснити випрямну дію мостової схеми. Розрахувати середню напругу, амплітуду основної гармоніки та частоту пульсацій сигналу в резисторі навантаження. 10. Отримати спектр сигналу в резисторі навантаження. Визначити амплітуду постійної складової напруги; частоту та амплітуду основної гармоніки мостової схеми без фільтра. Порівняти розраховані та визначені з графіка значення цих величин. Визначити амплітуду постійної складової напруги; частоту та амплітуду основної гармоніки схеми з фільтром. Пояснити вплив ємнісного фільтра на значення цих величин.