Описание лабораторного стенда

В состав лабораторного стенда входит лабораторный стенд на базе компьютера с программой Electronics Workbench.

4. Рабочее задание

Запустите программу Electronics Workbench.

Задание 1. Исследование вольтамперной характеристики выпрямительного диода

1.1 Для исследования ВАХ выпрямительного диода соберите электрическую схему, изображенную на рисунке 1.10

 

Рисунок 1.10 – Электрическая схема исследования вольтамперной характеристики полупроводникового диода

 

Схема состоит из двухполярного источника питания Е₁, Е₂ ±12В с заземленной точкой Z₁. Напряжение снижается с движка резистора R₁. Для контроля потребляемого от источников напряжения тока включен амперметр А₁.

Для измерения напряжения, направляемого с движка R₁, на компьютере необходимо нажимать клавишу «R» (уменьшения сопротивления R₁ на ΔR) или Shift+R (увеличение сопротивления R₁ на ΔR). Напряжение, снимаемое с движка R₁, контролируется вольтметром V₁.

Величину ΔR переменного резистора R₁ устанавливают величиной Inerement установок параметров переменного резистора Potentiometer Proporties.

Напряжение на исследуемом диоде Д₁ контролируется вольтметром V₂, а ток амперметром А₂.

1.2 Постройте прямую ветвь и обратную ВАХ выпрямительного диода. Для этого с помощью резистора R₁ выберите диапазон измерения напряжения на выходе источника ЭДС. Результаты измерения занесите в таблицу 1.1

Таблица 1.1 – Результаты измерения

	Прямая ветвь	Обратная ветвь
Uд, В		0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	-0,2	-0,4	-,6	-0,8	-1,0	-1,2	-1,4	-1,6	-1,8
Iд, A

 

Постройте ВАХ на графике (рисунок 1.11)

1.3 Используя ВАХ, определите статическое и дифференциальное сопро­тивления полупроводникового диода. Для этого, изменяя напряжение на выходе источника ЭДС с помощью ползункового регулятора R₁, установите сначала ток че­рез диод равным примерно 5 мА, а затем равным примерно 6 мА. Запишите в от­чет показания амперметра I_д, и вольтметра U_д для этих точек ВАХ диода в таблицу 1.2.

		Uд, В

 

 

Рисунок 11.1 - Вольтамперная характеристика

 

На основании полученных данных вычислите статическое сопротивление диода в указанных точках по формуле и дифференциальное сопротивление диода по формуле .Сравните полученные данные со справочными значениями. Результаты запишите в отчет.

1.4 Повторите исследования, предусмотренные подп. 1.3 для точек ВАХ, соответствующих токам через диод, равным 0,5 мА и 1,0 мА.

1.5 По ВАХ диода определите напряжение изгиба. Напряжение изгиба находится по прямой ветви характеристики для точки, где характеристика претерпевает резкий излом. Сравните полученные данные со справочными значениями. Результаты запишите в отчет.

 

Таблица 1.2 – Определение статического и дифференциального сопротивления полупроводникового диода

Iд, мA			ΔI=
Uд, В			ΔU=
Статическое сопротивление на диоде
Дифференциальное сопротивление диода .

Задание2 Исследование работы однополупериодного полупроводникового выпрямителя

Для исследования работы однополупериодного полупроводникового выпрямителя соберите электрическую схему, изображенную на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12 – Схема исследования однополярного выпрямителя

 

 

2.1 Снимите осциллограммы напряжений на входе и выходе однополу­периодного выпрямителя. Для этого, используя элемент управления U_BХm’ установите амплитуду входного сигнала U_BX равной примерно 2 В. На графических индикаторах появятся осциллограммы сигналов на входе и выходе схемы выпрямителя.

2.2 Скопируйте полученные осциллограммы на страницу отчета.

2.3 Измерьте и запишите в отчет максимальное значение напряжения на выходе выпрямителя U_BЫX.MAX..

2.4 Вычислите и запишите в отчет средневыпрямленное значение напряжения на выходе выпрямителя. Для вычислений используйте формулу:

.

Используя полученные осциллограммы, сравните периоды изменения сигналов на входе и выходе выпрямителя и измерьте максимальное обратное напряжение на диоде. Выводы и результаты запишите в отчет.

 

5. Контрольные вопросы

• Какой электронный прибор называется полупроводниковым диодом?

• Сравните токи через выпрямительный полупроводниковый диод при прямом и обратном смещении по порядку величин. Объясните различие.

• Что такое ток насыщения диода?

• Для каких целей применяются стабилитроны?

• Какая ветвь ВАХ стабилитрона является рабочей?

• Как определить коэффициент стабилизации?

• Можно ли использовать стабилитрон в схемах выпрямителей переменного тока?

• Можно ли включать стабилитроны последовательно? параллельно? Какие дополнительные качества можно при этом получить?

• Какие существуют способы термокомпенсации параметров стабилитрона?

• Чем отличается выходное напряжение в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей?

• Сравните максимальное обратное напряжение на диодах в однополупериодном и двухполупериодном выпрямителях.

• Одинаковы ли частоты входного и выходного напряжений двухполупериодного выпрямителя?

• Какая схема выпрямителя характеризуется наименьшей амплитудой пульсаций на выходе?

• Насколько точно определены в работе параметры полупроводниковых приборов? От чего может зависеть качество полученных результатов?