Лабораторная работа №1
Тема: Исследование выпрямительного диода и стабилитрона
Цель : Научить собирать схемы включения выпрямительных диодов и стабилитронов, измерять их характеристики и параметры и делать выводы из полученных результатов.
Оборудование: ПЭВМ, программный пакет «Electronics Workbench».
1Краткие теоретические сведени
Полупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор, как правило, с одним электронно-дырочным переходом и двумя выводами. Полупроводниковые диоды подразделяются на группы по многим признакам. Бывают диоды из различных полупроводниковых материалов, предназначенные для низких или высоких частот, для выполнения различных функций и отличающиеся друг от друга по конструкции. Широко распространены низкочастотные выпрямительные диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока с частотой до единиц килогерц (иногда до 50 кГц). Эти диоды применяются в выпрямительных устройствах для питания различной аппаратуры. Иногда их называют силовыми диодами. Низкочастотные диоды являются плоскостными и изготовляются из германия или кремния. Они делятся на диоды малой, средней и большой мощности.
Нелинейные свойства диода видны при рассмотрении его вольтамперной характеристики (рисунок 1). Она показывает, что, например, для диодов малой мощности прямой ток в десятки миллиампер получается при прямом напряжении в десятые доли вольта. Поэтому прямое сопротивление бывает обычно не выше нескольких десятков Ом. Для более мощных диодов прямой ток составляет сотни миллиампер и больше, при том же малом прямом напряжении, а прямое сопротивление Rпр соответственно снижается до единиц и долей Ома.
Рисунок 1– ВАХ полупроводникового диода
Характеристику для обратного тока, малого по сравнению с прямым током, обычно показывают в другом масштабе, что и сделано на рисунке 1. Обратный ток при обратном напряжении до сотен вольт у диодов небольшой мощности составляет единицы или десятки микроампер. Вследствие различия в масштабах получился излом кривой в начале координат. При неизменном масштабе характеристика была бы плавной кривой, без излома.
Стабилитроны – это полупроводниковые диоды, работающие в режиме электрического пробоя (участок БВ на рисунке 1), и, предназначенные для работы в стабилизаторах напряжения. Стабилитроны используют обратное напряжение. На рисунке 2 показана вольтамперная характеристика стабилитрона, показывающая, что в режиме стабилизации напряжение Uст меняется мало при изменении обратного тока в широких пределах. Характеристика для прямого тока стабилитрона такая же, как у обычных диодов.
Рисунок 2 – ВАХ стабилитрона
2Ход работы
Включить компьютер, нажав кнопку "Power".
Когда запустится Windows, запустить на рабочем столе ярлык с именем «WEWB32» (рисунок 1).
Рисунок 1 – Ярлык программы.
Перед вами рабочее окно программы Electronics Workbench (рисунок 2).
Рисунок 2 – Рабочее окно программы.
В программе есть включатель, который находится на верхней панели инструментов, справа
(рисунок 3). При выполнении каких-либо изменений в схеме, схему необходимо выключить, а после выполнения изменений - снова включить!
Рисунок 3 – Включатель.