лр1
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МВЭ
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №1
по дисциплине «Твердотельная электроника»
Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ»
Студент гр. 9201 |
|
Рауан М.С. |
Преподаватель |
|
Тупицын А. Д. |
Санкт-Петербург
2022
Цель работы: изучение наиболее характерных свойств электронно-дырочного перехода при его работе в режиме выпрямления, при электрическом пробое и при возникновении туннельного эффекта.
Типы и параметры объектов исследования:
Схема диода Д7Ж:
Рисунок 1.
Основные технические характеристики диода Д7Ж:
Максимальное постоянное обратное напряжение: 400 В
Максимальный прямой ток:
Рабочая частота диода:
Постоянное прямое напряжение : не более 0,5 В при 300 мА
Постоянный обратный ток : не более 100 мкА при 400 В
Схема диода КД103:
Рисунок 2.
Основные технические характеристики диода КД103:
Максимальное постоянное обратное напряжение: 50 В
Максимальный прямой ток:
Рабочая частота диода:
Постоянное прямое напряжение : не более 1 В при 50 мА
Постоянный обратный ток : не более 0,5 мкА при 50 В
Схема стабилитронаД814:
Рисунок 3.
Основные технические характеристики стабилитрона Д814:
Напряжение стабилизации при : 7…8,5 В
Дифференциальное сопротивление, не более:
Максимальный ток стабилизации: 40 мА
Минимальный ток стабилизации: 3 мА
Постоянный обратный ток при = 1 В, не более 0,1 мкА
Схема стабилитронаКС191:
Рисунок 4.
Номинальное напряжение стабилизации: 9,1 В при Iст 10 мА;
Разброс напряжения стабилизации: 8,65... 9,55 В;
Температурный коэффициент напряжения стабилизации: ±0,005 %/°С;
Временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона: ±0,02 %;
Дифференциальное сопротивление стабилитрона: 18 Ом при Iст 10 мА;
Минимально допустимый ток стабилизации: 3 мА;
Максимально допустимый ток стабилизации: 20 мА;
Максимально-допустимая рассеиваемая мощность на стабилитроне: 0,2 Вт;
С, Е – коммутационные гнезда
ГЛИН – генератор линейно
изменяющегося напряжения
ДУ -дифференциальный усилитель
Рисунок 5. Схема экспериментальной установки для исследования входных характеристик транзистора с общим эмиттером
Результаты измерений
В таблицах 1-4 представлены прямые ветви диодов и стабилитронов
Таблица 1.Вольтамперная характеристика диода КД-103
U,В |
0 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,63 |
0,65 |
0,67 |
0,68 |
0,69 |
0,7 |
I,мА |
0 |
0,1 |
0,1 |
0,6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Таблица 2.Вольтамперная характеристика стабилитрона Д7Ж
U,В |
0 |
0,1 |
0,12 |
0,17 |
0,19 |
0,2 |
0,21 |
0,22 |
0,23 |
0,24 |
I,мА |
0 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Таблица 3. Вольтамперная характеристика диода Д814
U,В |
0 |
0,5 |
0,6 |
0,63 |
0,65 |
0,67 |
0,69 |
0,7 |
0,71 |
0,72 |
I,мА |
0 |
0 |
0,2 |
0,6 |
1 |
2 |
3 |
5 |
8 |
10 |
Таблица 4.Вольтамперная характеристика стабилитрона КС191
U,В |
0 |
50 |
60 |
77 |
79 |
80 |
81 |
I,мА |
0 |
0,002 |
0,003 |
0,004 |
0,016 |
0,02 |
0,14 |
Рисунок 6.
Рисунок 7.
Рисунок 8.
Рисунок 9.
Таблица 5. Вольтамперная характеристика диода Д7Ж (обратная ветвь)
U,В |
-1 |
-50 |
-100 |
-150 |
-200 |
-250 |
-300 |
-400 |
-500 |
I,мА |
0 |
-0,04 |
-0,044 |
-0,052 |
-0,056 |
-0,06 |
-0,064 |
-0,08 |
-0,1 |
Рисунок 10.
Таблица 6. Вольтамперная характеристика диода КД103 (обратная ветвь)
U,В |
0 |
-300 |
-330 |
-340 |
-345 |
I,мА |
0 |
0 |
-0,008 |
-0,02 |
-0,1 |
Рисунок 11.
Таблица 7. Вольтамперная характеристика диода КС191 (обратная ветвь)
U,В |
0 |
-8,7 |
-9 |
|
I,мА |
0 |
-0,2 |
-2 |
-10 |
Рисунок 12.
Таблица 8. Вольтамперная характеристика стабилитрона Д814 (обратная ветвь)
U,В |
0 |
-8,4 |
-8,5 |
|
I,мА |
0 |
-0,2 |
-2 |
-10 |
Рисунок 13.
Таблица 9. Вольтамперная характеристика туннельного диода (прямая ветвь)
U,В |
0 |
0,02 |
0,05 |
0,065 |
0,1 |
0,6 |
0,85 |
1,1 |
1,13 |
1,2 |
I,мА |
0 |
2 |
6 |
8 |
10 |
0,5 |
1,8 |
6 |
8 |
10 |
Рисунок 13.
Таблица 10. Вольтамперная характеристика туннельного диода (обратная ветвь)
U,В |
0 |
-0,02 |
-0,06 |
-0,08 |
I,мА |
0 |
-2 |
-7 |
-10 |
Воспользовавшись формулами вида построим теоретические графики вольтамперных характеристик германиевого выпрямительного диода Д7Ж и туннельного диода
Рисунок 13.
Рисунок 14.
Рисунок 15.
Рисунок 16.
Статическое сопротивление стабилитрона:
Статическое сопротивление стабилитрона Д814:
Статическое сопротивление стабилитрона КС191С:
Динамическое сопротивление стабилитрона:
Динамическое сопротивление стабилитрона Д814:
Динамическое сопротивление стабилитрона КС191С:
Вывод
В ходе лабораторной работы были изучены различные полупроводниковые диоды, а также процессы, проходящие в них и механизмы работы этих процессов. Построены экспериментальные и теоретические ВАХ – эксперимент совпадает с теорией.
Были построены ВАХ стабилитронов и обратные ВАХ. Были изучены принципы работы стабилитрона и рассчитаны статистические и динамические значения сопротивлений.