3. Исследование полупроводникового выпрямительного диода

3.1. Схема исследования, необходимые приборы и детали

Для исследования полупроводникового диода необходимо на наборном поле лабораторного макета собрать схему, изображенную на рис. 4.

Рис. 4. Схема для исследования вольтамперной характеристики выпрямительного диода

Тип исследуемого диода задается преподавателем или лаборантом. Узнав тип диода, необходимо по справочнику найти все его данные и свести в табл. 1.

Таблица 1

Тип диода	Выпрямленный ток (среднее значение)	Обратный ток (среднее значение)	Наибольшая амплитуда обратного напряжения	Тип полупроводника
Д7АД7Ж	0,1  0,3	100	50  400	германий

Значение э.д.с. E источника постоянного тока зависит от типа исследуемого диода. Следует помнить, что в большинстве случаев достаточно прикладывать к диоду в прямом направлении напряжение до 1 В, а в обратном 16 – 40 В.

При снятии прямой ветви вольт-амперной характеристики диода плюс источника надо подавать на анод диода, а минус на катод. При снятии обратной ветви характеристики необходимо изменить полярность включения источника. Переменный резистор R предназначен для плавной регулировки величины напряжения, прикладываемого к диоду. В качестве этого резистора может быть использован один из переменных резисторов, расположенных в нижней части панели макета (порядка 1 кОм).

В работе используется вольтметр, рассчитанный на измерение постоянных напряжений. При исследовании диода в прямом направлении предел измерений вольтметра должен составлять 0  1 В, а при исследовании диода в обратном направлении – 0  30 В. При измерении вольтметром прямых и обратных напряжений необходимо соблюдать полярность включения.

Для измерения прямого тока в цепь диода включается миллиампер. Для этого гнезда 2 – 3 необходимо соединить перемычкой. Верхний предел измерений этого прибора выбирается в соответствии с величиной выпрямленного тока исследуемого диода. Для измерения обратного тока в цепь включается микроамперметр. Для этого перемычка вставляется в гнезда 1 – 2. Предел измерения этого прибора должен быть рассчитан на величину обратного тока диода. Полярность включения этих приборов указана на рис. 4.

3.2. Выполнение исследования полупроводникового выпрямительного диода

3.2.1. Задание к выполнению исследования

1. Собрать и опробовать схему.

2. Снять прямую ветвь вольтамперной характеристики диода

I_пр = f (U_пр)

3. Снять обратную ветвь вольтамперной характеристики диода

I_обр = f (U_обр)

4. Построить график вольтамперной характеристики диода.

5. Определить параметры диода по его характеристикам.

3.2.2. Сборка и опробование схемы

Подобрав элементы и приборы, соединяют их между собой в соответствии с рис. 4. После проверки схемы приступают к ее опробованию. Вначале опробуют схему при прямом напряжении, приложенном к диоду. Для этого перемычкой соединяют точки схемы 2 – 3. Верхний предел измерения вольтметра устанавливают порядка 1 – 3 В. Движок потенциометра R устанавливают в такое положение, при котором к измерительной части схемы не будет подаваться напряжение. Затем осторожно передвигают движок потенциометра, увеличивая напряжение, подаваемое на диод. Одновременно следит за величиной прямого тока диода, который должен изменяться в пределах, достаточных для снятия вольтамперной характеристики. Если величина подводимого к диоду напряжения изменяется очень резко, то нужно подобрать потенциометр с другим значением сопротивления. После этого движок потенциометра R снова устанавливают в положение нуля. Затем изменяют полярность включения источника постоянного тока E (при обратном включении «–»подается на анод диода, а «+» на катод). Перемычкой соединяют гнезда 1 – 2. Шкала вольтметра должна быть рассчитана на измерение напряжения порядка 30 В. Затем постепенно увеличивается обратное напряжение, приложенное к диоду, следят за показаниями микроамперметра. Величина обратного тока должна изменяться незначительно и не должна превышать допустимого для данного диода значения.