Предельные эксплуатационные данные

Постоянное или импульсное обратное напряжение Д311, Д311А при температуре от 213 до 343 К и Д311Б при температуре от 233 до 333 К 30 В

Постоянный или средний прямой ток при температуре от 233 до 308 К: ,

Д311 40 мА

Д311А 80 мА

Д311Б при температуре от 233 до 333К и Д311, Д311А при 343 К 20 мА

Импульсный прямой ток при < 10 мкс (без превышения среднего прямого тока) при температуре от 213 до 308 К:

Д311 500 мА

Д311А . 600 мА

Д311Б при температуре от 233 до 293 К и Д311 при 343 К 250 мА

Д311А при 343 К . 300 мА

Д311 при 333 К 200 мА

Температура окружающей среды:

Д311, Д311А От 213 до 343 К

Д311Б От 233 до 333 К

Температура перехода для Д311 и Д311А 348 К

Зависимость обратного тока от напряжения.

Зависимость обратного тока от напряжения.

Зависимость обратного тока от напряжения

ЛИТЕРАТУРА

1 Электронные приборы: Учебник для вузов/В.Н.Дулин, Н.А.Аваев, В.П.Демин и др. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - С.12-82, с.97-113.

2 Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - С.19-50.

3 Овечкин Ю.А. Полупроводниковые приборы. - М.: Высшая школа, 1986. - С.8-48.

4 Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. П/р Н. Н. Горюнова. Справочник. М.: Энергоатомиздат 1982.

2.2 Лабораторная работа № 2. Определение свойств, параметров, вольт - амперных характеристик кремниевого стабилитрона и их анализ.

1 Цель работы

Цель работы - достичь понимания свойств и параметров полупроводникового кремниевого стабилитрона, приобрести навыки экспериментального определения его вольт - амперных характеристик и их использования.

2 Задачи работы

2.1 Изучить теоретический материал по полупроводниковым кремниевым стабилитронам.

2.2 Выполнить экспериментальную часть работы в соответствии с программой и обработать результаты экспериментов.

2.3 По результатам проведенных работ оформить отчет и защитить его.

3 Программа работ

3.1 Ознакомиться с методическими рекомендациями по выполнению данной работы.

3.2 Изучить теоретические сведения по электрофизическим явлениях в кремниевых полупроводниковых стабилитронах, свойствам и параметрам полупроводниковых кремниевых стабилитронов по конспекту лекций по дисциплине "Твердотельная электроника" и литературе [1 - 4].

3.3 Подготовить формуляр отчета по лабораторной работе.

3.4 Ознакомиться с устройством лабораторного стенда и подготовить его к работе.

3.5 Снять прямые ветви ВАХ кремниевого стабилитрона.

3.6 Снять его обратные ветви ВАХ.

3.7 Построить графики полученных ВАХ.

3.8 Определить величины порогового напряжения, напряжения стабилизации и обратного тока.

3.9 Рассчитать по ВАХ зависимости статического R_c и динамического R_д сопротивлений от тока стабилитрона.

3.10 Определить по справочнику параметры номинального режима стабилитрона и для номинального тока построить схемы замещения.

3.11 Сравнить параметры исследованных стабилитронов с техническими условиями или со справочными данными.

3.12 Для простейшего параметрического стабилизатора, состоящего из последовательно соединенных источника напряжения с величиной электродвижущей силы (ЭДС) равной Е₀, нагрузочного резистора R_н = 1 кОм и исследованного стабилитрона, рассчитать величину коэффициента стабилизации такого параметрического стабилизатора при изменении Е в диапазоне +50% от величины Е₀. Ток стабилитрона при Е = Е₀ принять равным среднему току на рабочем участке полученной в эксперименте ВАХ.

3.13 Для цепи по п. 3.12 при Е = Е_о рассчитать и построить графики

3.14 Закончить оформление отчета и сделать выводы о степени соответствия исследованного стабилитрона техническим условиям.

3.15 Защитить отчет.

4. Методические рекомендации

4.1 При изучении теоретического материала обратить внимание на свойства полупроводникового кремниевого стабилитрона, особенности его ВАХ и методики экспериментального определения ВАХ на рабочем участке. Повторить графо-аналитические методы расчета режимов нелинейных цепей, а также условные обозначения элементов в электрических цепях и их буквенные обозначения по действующим ГОСТам.

4.2 Работа выполняется на модернизированном лабораторном стенде 87Л-01 "ЛУЧ". При выполнении экспериментальной части лабораторной работы необходимо использовать сменный планшет №2. Рекомендуемые приборы: 1) генератор тока (ГТ 0-10 мА) и генератор напряжения (ГН2 0,5 - 15 В), находящиеся на нижней панели стенда, 2) мультиметры, находящиеся на правой и левой панелях стенда, 3) кремниевый стабилитрон (образец выдает лаборант), 4) соединительные провода.

4.3 Прямая ветвь ВАХ снимается по схеме, приведенной на левой части планшета (рисунок 1), обратная ветвь - по схеме на правой части (рисунок 2). Для точного получения результатов при малых значениях измеряемых величин необходимо устанавливать переключатели приборов на как можно меньшие диапазоны измерения.

Рисунок 1 – Схема стенда для снятия вольт – амперных характеристик стабилитрона в прямом включении

4.4 При снятии прямых ветвей ВАХ необходимо обратить внимание на полярности источников и приборов, указанные на левой схеме планшета и собрать схему в строгом соответствии с этими полярностями. Далее надо поставить переключатель одного мультиметра в положение 2 В, а переключатель второго - в положение 20 мА. Подключить стенд. Установить рукоятки ГТ "ГРУБО" и "ТОЧНО" в крайнее левое положение.

Рисунок 2 - Схема стенда для снятия вольт – амперных характеристик стабилитрона в обратном включении

4.5 После проверки собранной схемы лаборантом включить стенд, поставив включатель «Сеть» в положение "I". При этом должна загореться подсветка включателя. Вращая рукоятки "ГРУБО" и "ТОЧНО" генератора тока, снять показания приборов в 10 -12 точках. Максимальное значение задаваемого тока - 10 мА - превышаться не должно. Затем отключить стенд от сети, а полученные значения токов и напряжений занести в таблицу для прямой ветви.

4.6 При снятии обратных ветвей ВАХ необходимо собрать схему на правой части планшета стенда (рисунок 2), соблюдая указанные на ней полярности приборов и источников. Поставить переключатель одного из мультиметров перевести в положение 20 В", переключатель второго - в положение "20 мА". Установить рукоятки ГН2 "ГРУБО" и "ТОЧНО" в крайнее левое положение.

4.7 После проверки собранной схемы лаборантом или преподавателем включить стенд включателем «Сеть» в положение "I". При этом должна загореться подсветка включателя.

4.8 Увеличивая ток от 0 мА до 10 мА с помощью рукояток "ГРУБО" и "ТОЧНО" генератора напряжения ГН2, снимать показания мультиметров в 10-12 точках с интервалом по току 1 мА на рабочем участке ВАХ исследуемого стабилитрона. Отключить стенд тумблером питания. Занести в таблицу полученные значения токов и напряжений. Построить в первом приближении черновые графики полученных ВАХ и показать их преподавателю. Разобрать схему. Сдать соединительные провода и сменные элементы лаборанту.

4.9 Построить точные графики полученных ВАХ. Поскольку масштабы токов и напряжений на осях графиков прямых и обратных ветвей ВАХ различны, то рекомендуется прямые и обратные ветви ВАХ строить на отдельных графиках, причем на отдельном графике необходимо отобразить рабочий участок ВАХ стабилитрона в виде графика зависимости приращения напряжения от тока.

4.10 При оформлении отчета руководствоваться требованиями к оформлению отчетов по лабораторным работам кафедры «Промышленная электроника».

5 Содержание отчета

Отчет должен содержать следующие разделы:

· цель и программа работ,

· описание методики, принципиальной электрической схемы для определения ВАХ стабилитрона с приведением всех используемых приборов, разъемов и их буквенных обозначений, а также таблиц со значениями экспериментальных данных,

· графики ВАХ стабилитрона с определенными графически пороговыми напряжениями и напряжениями и токами стабилизации,

· расчет зависимостей Rc и Rд от тока стабилитрона, графики этих зависимостей и схемы замещения стабилитрона для номинального тока,

· справочные данные исследуемого стабилитрона и эскизы с указанием названия электродов,

· расчет коэффициента стабилизации параметрического стабилизатора по п.3.12,

· выводы по работе,

· список литературы, использованной при проведении работы.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 Вопросы для допуска к выполнению лабораторной работы.

· В чем заключается цель лабораторной работы?

· Какие приборы используются при выполнении лабораторной работы?

· Как определяется прямая ветвь ВАХ стабилитрона?

· Как определяется обратная ветвь ВАХ стабилитрона?

· Какие пределы измерения выставляются на приборах при определении прямой и обратной ветвей ВАХ диода?

· Какой максимальный ток выставляется при определении прямой ветви ВАХ диодов и какова методика определения обратной ветви ВАХ стабилитрона ?

6.2 Вопросы для защиты лабораторной работы

· В чем заключается принцип действия стабилитрона и особенности физических процессов в нем при различных смещениях?

· Какова причина возникновения участка стабилизации напряжения на обратной ветви ВАХ стабилитрона?

· Чем различаются ВАХ германиевого, кремниевого диодов и кремниевого стабилитрона?

· Как и почему изменяются характеристические сопротивления стабилитрона?

· Каковы области применения стабилитронов и технологии их изготовления?

· В чем заключаются методики проведения экспериментальной и расчетной частей лабораторной работы?

· Какими параметрами характеризуются кремниевые стабилитроны?

· Как стабилитроны маркируются и обозначаются в схемах электрических цепей?

· Каковы схемы замещения диодов?

· Чем стабилитроны отличаются от стабисторов?

· Что такое температурный коэффициент стабилизации?

· Каковы способы повышения температурной стабильности параметров стабилитронов?

7 Приложение