МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА кафедра ЗІ ЗВІТ До лабораторної роботи №4 з курсу: «Схемотехніка пристроїв технічного захисту інформації» на тему: «Дослідження приладів на основі P-N переходів» Варіант №7 Мета роботи Ознайомитися з основними параметрами і характеристиками напівпровідникових діодів, дослідити їх вольт-амперні характеристики. Ознайомитись з випрямними властивостями діода. Завдання За допомогою графічного редактора системи схемотехнічного моделювання MicroCap 8 ознайомитись з моделями діода та стабілітрона. Отримати та дослідити вольт-амперні характеристики діода та стабілітрона. Дослідити роботу діода у схемі однопівперіодного випрямляча. Порядок виконання роботи 1. В системі схемотехнічного моделювання Micro-Cap8 (MC8) вибрати напівпровідниковий діод 1N4001 та ознайомитись з його параметрами. 2. За допомогою системи MC8 синтезувати схему для дослідження вольт-амперних характеристик напівпровідникового випрямного діода (рис.9,а). Використати джерело струму І1=1мА і джерело постійної напруги V1=10В. 3. За допомогою аналізу передавальних характеристик за постійним струмом отримати вольт-амперну характеристику діода D1. З вольт-амперної характеристики визначити порогову напругу, напругу пробою та струм насичення діода. 4. В системі схемотехнічного моделювання Micro-Cap8 (MC8) вибрати кремнієвий стабілітрона 1N3830 та ознайомитись з його параметрами. 5. За допомогою системи MC8 синтезувати схему для дослідження вольт-амперних характеристик кремнієвого стабілітрона (рис.9,б). Використати джерело струму I1=1мА. 6. За допомогою аналізу передавальних характеристик за постійним струмом отримати вольт-амперну характеристику стабілітрона D1. З вольт-амперної характеристики визначити порогову напругу та напругу пробою стабілітрона. 7. За допомогою системи MC8 синтезувати схему для дослідження випрямних властивостей діода (рис.9.в). Використати джерело сінусоїдальної напруги V1 з частотою f=50Гц та амплітудою А=30 В. 8. Отримати часові характеристики напруги та струму джерела сигналу та в резисторі навантаження. Використовуючи часові характеристики пояснити випрямні властивості діода.


а)                                        б)                                        в) Схеми дослідження вольт-амперних характеристик діода (а), стабілітрона (б) та випрямних властивостей діода (в) Результати роботи: Завдання 1-2 Завдання 3-4
Завдання 5-6
Завдання 7-8
Контрольнізапитання та завдання Розкажіть про конструкцію, маркування та умовне позначення напівпровідникових діодів.
В основу маркування покладено літерно-цифровий код, що відображає інформацію про напівпровідниковий матеріал, підклас приладу, призначення, порядковий номер розробки, класифікацію за параметрами та додаткову інформацію. Поясніть вентильну дію п-р переходу. Пропускає струм водномунапрямку і не пропускає в іншому Які особливості точкових і площинних напівпровідникових діодів? Точкові діоди мають малу площу p-n-переходу і, відповідно, малу його ємність (переважно менше 1 пФ) і застосовуються для випрямлення малих струмів, як низьких так і високих частот. Площиннідіодимаютьp-n-переходи великоїплощі, тому можутьвикористовуються для випрямлення великих струмів. Матеріалом для таких діодівпереважно служить германій, кремнійабоарсенідгалію. Бар'єрнаємністьуплощиннихдіодівзазвичай є більшою, ніжуточкових, тому їхзастосуванняобмежуєтьсянижчими частотами. Побудуйте і поясніть вольт-амперну характеристику напівпровідникового діода. Якими параметрами характеризуються випрямні напівпровідникові діоди? максимальнесереднєзначеннявипрямленого струму Іпр.ср.; спад напруги на діоді при певномузначенні прямого струму Uпр ; максимальна зворотнанапругаUзв ; максимальнийзворотний струм при певномузначеннізворотноїнапругиІзв.; гранична частота fмакс.; ємністьдіодаСд. Як впливає температура навколишнього середовища на характеристики і параметри напівпровідникових діодів? Всіпараметридіодівпереважнонормуютьсяпритемпературіоточуючогосередовища 20(5 оС. Концентрація неосновних носіїв заряду із збільшенням температури зростає за експоненціальним законом. Щотакеємністьп-р переходу і як вона залежитьвідзначенняприкладеноїнапруги? Так як діодмає 2 ділянкиїхможнарозглядати як обкладки конденсатора і вінмаєпевнуємність при збільшеннічастотиємністьдіода буде зменшуватись. Як вмикаютьсянапівпровідниковідіоди, якщоробочанапругаперевищуєдопустимузворотнунапругу одного діода? Якщомаємонапругу то включаємопослідовно Як вмикаютьсянапівпровідниковідіоди, якщоробочийструмперевищуєдопустимийструмодногодіода? Якщомаємо струм то паралельно. Розкажіть про застосуваннянапівпровідниковихдіодів у випрямних схемах. Застосовують для випрямленнязмінного в постійний струм Висновок: на цій лабораторній роботі я ознайомлювалася з властивостями та параметрами напівпровідникового діода та стабілітрона. Оцінивши ВАХ діода, я зробила висновок, що діод має низький опір при прямому підключенні і дуже великий опір при зворотному. З ВАХ стабілітрона можна сказати, що до пробою в ньому протікають дуже маленькі струми, а після – спостерігається різке наростання струму