Лабораторна робота №1. Моделювання схем за допомогою програми Electronics Workbench, дослідження напівпровідникового діода, зняття його вольт-амперної характеристики

Лабораторна робота №1. Моделювання схем за допомогою програми  Electronics Workbench, дослідження напівпровідникового діода, зняття його вольт-амперної характеристики.

 

Мета роботи: Експериментальне підтвердження властивостей напівпровідникового діода, зняття його вольт-амперних характеристик.

 

Прибори та обладнання: програма Electronics Workbench.

 

3.Коротка теорія

 

Принцип дії напівпровідникових приладів в багатьох випадках визначається з’єднанням або контактом між напівпровідником та металом, напівпровідником та діелектриком, напівпровідником та напівпровідником. У останньому випадку виникає електронно - дірковий перехід (р-n перехід).

Р-n перехід – область, яка виникає на межі з’єднання двох домішкових напівпровідників з різними типами провідності Загальна вольт-амперна характеристика p-n переходу складається з вольт-амперної характеристики p-n переходу при прямому включенні та характеристики p-n переходу при зворотньому включенні

                                  Іпр

                Uзв                                  Uпр

Ізв

Напівпровідниковий діод – це двохелектродний напівпровідниковий прилад з однім p-n переходом. Іншими словами можна сказати, що напівпровідниковий діод – це конструктивно оформлений p-n перехід

Випрямляючі діоди застосовують у схемах випрямлення змінного струму, тобто у схемах перетворення змінного струму у постійний.

У схемах промислової електроніки застосовують різні за призначенням напівпровідникові діоди. Окрім випрямляючих широко застосовують так звані кремнієві стабілітрони – це напівпровідникові діоди, які виконуються на базі кремнію за спеціальною технологією і призначаються длпя стабілізації величини постійної ї напруги.

Рис.1. Схема для дослідження діода та отримання ВАХ

 

Процес дослідження ВАХ може бути автоматизований за допомогою характеристик осцилографа (мал. 2, а, б), у якому формування зображення ВАХ виконується в режимі розгорнення В/А осцилографа, при цьому використовуються сигнал з функціонального генератора і з навантаження діода.

 

а)

 

 

б)

Рис.2. Схема характеріографа (а) та  отримана на ньому ВАХ діода (б).

 

 

4. Порядок виконання роботи

4.1. Зібрати схему для дослідження діода за допомогою програми Electronics Workbench (Рис.1). Поступово змінюючи силу струму джерела живлення, отримати показання вольтметра. Результати досліду записати до таблиці 1.

 

Таблиця 1

Uпр, В
Iпр, А

 

4.2. Змінити полярність підключення діода. Змінюючи силу струму джерела живлення, отримати показання для зворотної гілки ВАХ. Результати досліду записати до таблиці 2.

 

Таблиця 2

Uзв, В
Iзв, А

 

4.3. Построїти ВАХ діода згідно з отриманими даними. 

4.4. Зібрати схему характеріографа за допомогою програми Electronics Workbench (Рис.2, а) та отримати на ньому ВАХ діода (Рис.2,б).

4.5. Роздрукувати схеми та вольт-амперну характеристику діода.

4.6. Зробити висновок.

 

 

5. Контрольні питання:

 

1. Що означає поняття «напівпровідниковий діод»?

2. Якою є основна властивість напівпровідникового діода?

3. Якою є основна галузь застосування напівпровідникового діода?

4. Що означає поняття «кремнієвий стабілітрон»?

5. Якою є основна галузь застосування кремнієвого стабілітрона?