4.2. Выполнение исследования туннельного диода
4.2.1. Задание к выполнению исследования
1. Собрать и опробовать схему.
2. Снять вольтамперную характеристику туннельного диода.
3. Построить график вольтамперной характеристики.
4. Определить величину среднего отрицательного сопротивления туннельного диода.
4.2.2. Сборка и опробование схемы
Схему исследования туннельного диода собрать в соответствии с рис. 5. После проверки собранной схемы приступают к ее опробованию. Для этого устанавливают движок потенциометра R в положение, соответствующее минимальному подводимому напряжению. Включив источник питания, медленно увеличивают напряжение, подводимое к туннельному диоду, наблюдая за показаниями милливольтметра и миллиамперметра. Необходимо убедиться, что зависимость тока от напряжения соответствует вольтамперной характеристике туннельного диода (рис. 3), т. е. на прямой ветви вольтамперной характеристики имеется достаточно глубокая впадина.
Подбором величины сопротивления резистора R2 добиваются требуемой формы вольтамперной характеристики. В процессе опробования схемы уточняют пределы измерений миллиамперметра и милливольтметра.
4.2.3. Снятие вольтамперной характеристики туннельного диода
Для снятия зависимости Iпр = f(Uпр) необходимо изменять напряжение, подводимое к туннельному диоду (приблизительно через 5 10 мВ), и следить за изменениями тока в цепи.
Данные наблюдений сводят в таблицу 6.
Таблица 6
Iпр, мА |
|
|
|
|
|
|
Uпр, мВ |
|
|
|
|
|
|
4.2.4. Построение вольтамперной характеристики туннельного диода
Iпр = f(Uпр)
График вольтамперной характеристики туннельного диода строят по результатам таблицы. Примерный вид вольтамперной характеристики показан на рис. 3. В выводах необходимо пояснить наличие падающего участка характеристики.
4.2.5. Определение величины среднего отрицательного сопротивления туннельного диода
Величину –Rgср можно найти по формуле
,
[Ом]
Величина напряжений UI, UII и токов II, III, входящих в формулу определяется по графику вольтамперной характеристики туннельного диода (см. рис. 3).
5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет о проделанной работе должен содержать:
1. Схемы исследований диодов с краткой характеристикой входящих в них элементов.
2. Таблицы основных данных исследуемых диодов.
3. Таблицы наблюдений.
4. Графики вольтамперных характеристик.
5. Расчет параметров исследуемых диодов.
6. Краткие выводы.
6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Рассказать о конструкции, маркировке и условных обозначениях полупроводниковых диодов.
2. Объяснительное действие p-n переходов.
3. Каковы особенности точечных и плоскостных полупроводниковых диодов?
4. Нарисовать и пояснить вольтамперную характеристику полупроводникового диода.
5. Какими параметрами характеризуются полупроводниковые диоды?
6. Как влияет температура окружающей среды на характеристики и параметры полупроводниковых диодов?
7. Что такое емкость p-n перехода и как она зависит от величины приложенного напряжения?
8. Как включаются полупроводниковые диоды, если рабочее напряжение превосходит допустимое обратное напряжение другого диода?
9. Как включаются полупроводниковые диоды, если рабочий ток превосходит допустимый ток одного диода?
10. Каковы преимущества и недостатки полупроводниковых диодов по сравнению электровакуумными?
11. Применение полупроводниковых диодов.
12. Каковы наиболее существенные отличия туннельного диода от обычного полупроводникового диода?
13. Объяснить влияние туннельного эффекта.
14. Достоинства туннельных диодов.
15. Как определить величину среднего отрицательного сопротивления туннельного диода?
16. Пояснить смысл понятия «отрицательное сопротивление».
17. Можно ли назвать туннельный диод генератором электрической энергии?
18. Рассказать о конструкции, маркировке и условных обозначениях туннельных диодов.
19. Начертить и объяснить вольтамперную характеристику туннельного диода.
20. Возможности применения туннельных диодов.