Полупроводниковые диоды

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГАОУ ВО «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Дисциплина: Электроника и схемотехника

ОТЧЕТ

по лабораторная работа №1 на тему:

«Полупроводниковые диоды»

Ставрополь 2023 г.

Вариант 2

Цель работы:

1. Исследование напряжения и тока диода при прямом и обратном смещении p-n перехода.
2. Построение и исследование вольтамперной характеристики (ВАХ) полупроводникового диода.
3. Исследование сопротивления диода при прямом и обратном смещении по вольтамперной характеристике.
4. Построение вольтфарадной характеристики варикапа.

Программа работы:

1. Теоретическая часть
2. Исследовательская часть

1. Эксперимент 1. Измерение напряжения и тока через диод.
2. Эксперимент 2. Измерение тока.
3. Эксперимент 3. Измерение статистического сопротивления диода.
4. Эксперимент 4. Снятие вольтамперной характеристики диода.
5. Эксперимент 5. Получение ВАХ на экране осциллографа.
6. Эксперимент 6. Построение характеристики варикапа.

1. Вывод.

Ход работы

Теоретическая часть

Для исследования напряжения и тока диода при прямом и обратном смещении p-n перехода достаточно иметь универсальный прибор – мульти- метр. С помощью этого прибора можно снять вольтамперную характеристику (ВАХ) диода или любого другого нелинейного двухполюсника. Проще всего в этом случае измерять напряжение на диоде в схеме, показанной на рисунке 1.1, подсоединяя к диоду через резистор источники напряжения различной вели-чины.

[pic 1]

Рисунок 1.1- Схема измерения напряжения на диоде

Ток диода при этом можно вычислить из выражения:

Iпр = (Е - Uпp)/R        (1.1)

где Iпр - ток диода в прямом направлении, Е - напряжение источника питания, Uпp - напряжение на диоде в прямом направлении. Изменив поляр- ность включения диода в той же схеме рисунок 1.1, можно снять ВАХ диода по той же методике и в обратном направлении

Iоб = (Е - Uоб)/R        (1.2)

где Iоб - ток диода в обратном направлении, Uоб - напряжение на диоде в обратном направлении. Точность при таких измерениях оставляет желать лучшего из-за разброса сопротивлений у резисторов одного номинала. На рисунке 1.2 показана схема измерения тока диода. Для получения более точной характеристики при использовании только одного мультиметра, необходимо сначала измерить напряжение в схеме на рисунке 1.1, а затем ток в схеме на рисунке 1.2. При этом можно пользоваться по-прежнему только мультимет- ром, подключая его то как вольтметр, то как амперметр.

[pic 2]

Рисунок 1.2- Схема измерения тока диода

Гораздо быстрее можно выполнить эту работу, если использовать и вольтметр, и амперметр. Тогда, включив их по схеме, показанной на рисунке 1.3, можно сразу видеть ток и напряжение на табло этих приборов.

[pic 3]

Рисунок 1.3- Схема для снятия ВАХ диода

Вольтамперная характеристика может быть получена путем измерения напряжений на диоде при протекании различных токов за счет изменения на- пряжения источника питания Vs. Схема для исследования ВАХ диода с помо- щью осциллографа показана на рисунке 1.4.