МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА
З В І Т до лабораторної роботи №2 з курсу: «Електроніка та мікросхемотехніка, частина 1» на тему: «Дослідження стабілітронів» Львів – 2013 МЕТА РОБОТИ Ознайомлення з основними параметрами і характеристиками напівпровідникових стабілітронів. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Стабілітрони призначені для стабілізації напруги на навантаженні при зміні живлячої напруги чи опору навантаження, для фіксації рівня напруги і т. д.Напівпровідниковий стабілітрон являє собою площинний діод, виготовлений із сильно легованого кремнію. Для стабілітронів робочою є ділянка електричного пробою ВАХ в області зворотних напруг рис. 1,а. На цій ділянці напруга на діоді залишається практично сталою при зміні струму через діод.
а б Рис. 1 Вольт-амперна характеристика стабілітрона представлена на рис. 1,а.В робочій області вольт-амперну характеристику стабілітрона можна апроксимувати наступним виразом: I = -A exp[α (Uст− βU )], Коефіцієнти α іβ характеризують форму кривої в області стабілізації. Характеристика реального стабілітрона приведена на рис. 1,б. Заштрихована область визначає можливе розгалуження напруг стабілізації. Спочатку лавинний процес нестійкий. Тому інтервал робочих струмів вибирають від Imin, що визначається необхідною стійкістю роботи, до Imax,що визначається максимально допустимою потужністю розсіювання. Стабілітрон під’єднують паралельно навантаженнюRн. Для стабілізації малих напруг (до 1 В) використовують стабистори – кремнієві діоди, у яких для стабілізації використовується пряма гілка ВАХ. Основні параметри стабілітрона: Номінальна напруга стабілізаціїUстном – напруга на стабілітроні в робочому режимі (при заданому струмі стабілізації). Мінімальний струм стабілізаціїIст.min – найменше значення струму стабілізації, при якому режим пробою стійкий. Максимально допустимий струм стабілізації Iст.max – найбільший струм стабілізації, при якому нагрів стабілітронів не виходить за допустимі межі. Диференціальний опірrдиф – відношення приросту напруги стабілізації до викликаю чого його приросту струму стабілізації: rдиф=(Uст /(Iст. Температурний коефіцієнт напруги стабілізації – відношення відносної зміни напруги стабілізації до абсолютної зміни температури навколишнього середовища: (ст=(Uст /(Uст(T). До параметрів стабілітронів також відносять максимально допустимий прямий струм Imax, максимально допустимий імпульсний струм Iпр.иmax , максимально допустиму розсіювальну потужність Р max . ВИХІДНІ ДАНІ ДО РОЗРАХУНКУ Параметри стабілітрона КС191Ж:
,
, rдиф=47Ом, (ст=0,09[%/0C],
. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ Розрахункова частина 1. Розрахувати параметричний стабілізатор рис.2, а на задане значення навантаження
з вихідною напругою 9В і нестабільністю 1% при нестабільності напруги на вході 10%.
,
,

,

,

.
2. Для розрахованого параметричного стабілізатора визначити зміну напруги стабілізації (Uст при зміні температури на500С.(ст=(Uст /(Uст(T);(Uст =(Uст(T)*(ст; (Uст =(9*50)*0.09/100%=0.405В. Експериментальна частина
а Рис. 2 б ДослідитинапівпровідниковістабілітрониVD1, VD2 рис.2,а,б: - зняти вольт-амперні характеристики (ВАХ) стабілітронівVD1, VD2 I=f(U),
; -результатиофрмити у виглядітаблиць 1,2 і графіків. Таблиця 1. Обернена гілка для VD1 Обернена гілка UVD1 [B] -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10   IVD1 [mA] -2 -2.5 -2.65 -2.8 -3 -3.5 -4 -4.5 -5 -45   / Таблиця 2. Пряма гілка для VD2 Пряма гілка UVD2 [B] 0.5 0.6 0.62 0.64 0.66 0.67 0.68 0.69 0.695 0.7   IVD2 [mA] 0.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9   / Зняти амплітудні характеристики схем рис.2
в діапазоні
, результати занести в таблицю 3.
. Для більшості малопотужних стабілітронів
. Таблиця 3. Амплітудні характеристики Uвх[B] -15 -12 -9 -6 -3 3 6 9 12 15  Uвих[B] -0.14 85 -0.11 88 -0.08 91 -0.05 94 -0.02 97 0.02 97 0.05 94 0.08 91 0.11 88 0.14 85   За результатами експерименту визначити: напруги стабілізації стабілітронівVD1, VD2 і класифікувати за типом; диференціальні опори стабілітронів rдиф1, rдиф2; результати занести в таблицю 4. Таблиця 4. Uст1 [B] rдиф1[Ом] ТипVD1 Uст1 [B] rдиф1[Ом] ТипVD2  10 57 стабілітрон 0.7 12.5 стабистор   ВИСНОВОК Під час даної лабораторної роботи я ознайомився з основними параметрами і характеристиками напівпровідникових стабілітронів. Найважливішою характеристикою стабілітрона є його вольт-амперна характеристика. У прямому напрямку ВАХ стабілітрона практично не відрізняється від прямої вітки будь-якого кремнієвого діода. Зворотна її вітка має вигляд практично прямої вертикальної лінії, яка проходить майже паралельно до осі струмів. Тому при зміні в широких межах струму спад напруги на приладі практично не змінюється. Ця властивість кремнієвих стабілітронів дає змогу використовувати їх у стабілізаторах напруги.