Порядок выполнения работы

1. Исследование вольт-амперных характеристик диода

1. Нажатием кнопки «Тип прибора» подключить к измерительной схеме исследуемый диод (1);

2. Установить Еоп= -12 В;

3. Изменяя значение напряжения Е3 с шагом 0,5 В (погрешность не должна превышать +0,05В), снять зависимость от него обратного тока диода I3;

4. По полученным значениям построить обратную ветвь статической вольт-амперной характеристики диода (по оси ординат (у) – ток I3; по оси абсцисс(х) – напряжение Е3).

5. Установить Еоп= +1 В;

6. Снять зависимость прямого тока диода I3 от напряжения E3, изменяя значение напряжения Е3 от 0.5 В с шагом 0.05 В до значений, при которых ток I3 начнет резко возрастать.

7. Установить Еоп= +12 В,

8. Для трех значений напряжения Е3 0.7, 0.75 и 0.8, Снять зависимость прямого тока диода I3 от напряжения E3

9. По полученным в пунктах 6 и 8 значениям построить прямую ветвь статической вольт-амперной характеристики диода (по оси ординат(у) – ток I3; по оси абсцисс(х) – напряжение Е3).

2. Исследование вольт-амперных характеристик стабилитрона

1. Нажатием кнопки «Тип прибора» подключить к измерительной схеме исследуемый стабилитрон (2);

2. Установить Еоп= -12 В;

3. Снять зависимость обратного тока стабилитрона I3 от напряжения E3, изменяя значение напряжения Е3 от - 0.5 В с шагом 0.05 В до значений, при которых ток I3 начнет резко уменьшаться.

4. По полученным значениям построить обратную ветвь статической вольт-амперной характеристики стабилитрона (по оси ординат(у) – ток I3 ; по оси абсцисс(х) – напряжение Е3).

5. Установить Еоп= +12 В;

6. Изменяя значение напряжения Е3 от 5,5 до 6В шагом 0,05 В (погрешность не должна превышать +0,01В), снять зависимость от него прямого тока стабилитрона I3;

7. По полученным значениям построить прямую ветвь статической вольт-амперной характеристики стабилитрона (по оси ординат(у) – ток I3; по оси абсцисс (х)– напряжение Е3).

При построении графиков масштаб по осям выбирать одинаковым.

Требования к отчету

Отчет о лабораторной работе должен содержать:

• краткие теоретические сведения;

• описание экспериментальной установки;

• таблицы с результатами экспериментов;

• графики;

• выводы по работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТИРИСТОРА

Цель работы:

1. Изучение статических вольт-амперных характеристик полупроводникового тиристора;

2. Приобретение навыков экспериментального измерения статических вольт-амперных характеристик маломощных полупроводниковых приборов.

Краткие теоретические сведения

Тиристор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с четырёхслойной структурой р-n-p-n-типа, обладающий в прямом направлении двумя устойчивыми состояниями — состоянием низкой проводимости (тиристор заперт) и состоянием высокой проводимости (тиристор открыт). В обратном направлении тиристор обладает только запирающими свойствами. Т.е тиристор — это управляемый диод.

Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое в электрической цепи осуществляется внешним воздействием на прибор: либо воздействие напряжением (током), либо светом (фототиристор). Тиристор имеет нелинейную разрывную вольтамперную характеристику.

Условное обозначение тиристора приведено на рис. 1.

Рис. 1. Условное обозначение тиристора

Основная схема структуры тиристора показана на рис. 2. Она представляет собой четырёхполюсный p-n-p-n-прибор, содержащий три последовательно соединённых p-n-перехода J1, J2, J3. Контакт к внешнему p-слою называется анодом, к внешнему n-слою — катодом. В общем случае p-n-p-n-прибор может иметь два управляющих электрода (базы), присоединённых к внутренним слоям.

Рис. 2. Схема структуры тиристора

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) тиристора (с управляющими электродами или без них) приведена на рис. 3.

Рис. 3. Вольт-амперная характеристика тиристора.

ВАХ тиристора имеет несколько участков:

• Между точками 0 и 1 находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора – прямое запирание.

• В точке 1 происходит включение тиристора.

• Между точками 1 и 2 находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Данный участок является отличительной особенностью семейства вольт-амперных характеристик тиристора, его невозможно исследовать аппаратурно.

Отрицательным дифференциальным сопротивлением называется свойство отдельных элементов или узлов электрических цепей, проявляющееся в возникновении на вольтамперной характеристике участка, где напряжение  уменьшается при увеличении протекающего тока.

• Участок между точками 2 и 3 соответствует открытому состоянии (прямой проводимости).

• В точке 2 через прибор протекает минимальный удерживающий ток

• Участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.

• Участок между 4 и 5 – режим обратного пробоя.