Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
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?
Всіпараметридіодівпереважнонормуютьсяпритемпературіоточуючогосередовища20(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