ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральноегосударственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»

Кафедра «Электрическая связь»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

по дисциплине

«Электроника»

ТЕМА РАБОТЫ: «Исследование полупроводниковых диодов»

Выполнил:

Обучающийся группы : ЭС-934-з	________________ Дата, подпись	В.В.Ульянова И.О. Фамилия
Исправить замечания:	________________ Дата, подпись	___________________ Должность, И.О. Фамилия
Защита: ________________ Зачтено/не зачтено	________________ Дата, подпись	________________ Должность, И.О. Фамилия

Санкт-Петербург

2021

Оценочный лист

№ п/п	Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков	Показатель оценивания	Критерии оценивания	Шкала оценивания
1	Лабораторная работа № __1__	Наличие заготовки	Присутствует	1
			Отсутствует	0
		Правильность ответа на вопрос	Получены правильные ответы на вопросы	3
			Получены частично правильные ответы	1
			Получены неправильные ответы	0
		Срок выполнения работы	Выполнение в срок	2
			Выполнение с опозданием на 1 неделю и более	0
		Точность выводов	Выводы носят конкретный характер	3
			Выводы носят формальный характер	0
ИТОГО максимальное количество баллов					10

---

1 Исследование полупроводниковых диодов 4

1.1 Цель работы 4

1.2 Краткие сведения из теории 4

2 Ход работы 4

2.1 Снятие прямой характеристики 4

2.2 Диод Д223А 4

2.3 Диод КД522А 6

3 Снятие обратной характеристики 7

3.1 Диод Д223А 7

3.2 Диод КД522А 8

4 Частотные характеристики 9

4.1 Диод Д223А 9

4.2 Диод Д223А 9

5 Вывод 14

Лабораторная работа №1

1. 
   Исследование полупроводниковых диодов
   

1.1 Целью работы является исследование свойств полупроводниковых диодов плоскостного и точечного типов. В работе снимаются вольтамперные характеристики и определяются параметры диодов в широком диапазоне частот.

1.2 Краткие сведения из теории:

Работа полупроводниковых диодов основана на свойствах р-n перехода, который образуется на границе раздела областей полупроводника с дырочной (р) и электронной проводимостью (n). Концентрация электронов в n – области значительно больше, чем в р-области больше, а дырок p – области больше, чем в n - области. Неодинаковая плотность частиц вызывает диффузию основных носителей из областей с большей концентрацией: электронов из n-области и дырок из р-области. В результате рекомбинации на границе р- и n -областей возникает обедненный носителями слой, который называется запирающим. Ионы донорной и акцепторной примеси в области запирающего слоя создают электрическое поле с напряженностью ????_BH, которое препятствует дальнейшей диффузии основных носителей и создает дрейфовый ток, обусловленный неосновными носителями.

2. Ход работы

2.1 Снятие прямой характеристики

2.2 Диод Д223А

Схема снятия прямой характеристики изображена на рисунке 1



Рисунок 1 Схема для снятия прямой характеристики

Меняем напряжения с помощью окна:



Далее выбираем диод, кликаем двойным щелчком по элементу, открывается окно с моделью диодов:

---

Выбираем диод Д223А и снимаем показания прибора, данные записываем в таблицу 1 и строим прямую характеристику (рисунок 2)

Таблица 1 Данные прибора для Д223А

U, B	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
I, мА	0	0,0017	0,01	0,05	0,17	0,4	0,73	1,1	1,5	1,9	2,37

Рисунок 2 Прямая ВАХ диода Д223А

Пороговое напряжение, при котором резко возрастает ток составляет 0,3 В.

Рассчитываем дифференциальное сопротивление по формуле:

Rпр=(Uпр1-Uпр2)/(Iпр1-Iпр2)/1000 = (0,9-0,5)/(1,7-0,4)/1000=307,7 Ом

2.3 Диод КД522А

Выбираем диод КД522А и снимаем показания прибора, данные записываем в таблицу 2 и строим прямую характеристику (рисунок 3).

Проводим измерения аналогичным образом как в пункте 2.1

Данные записываем в таблицу 2.

Таблица 2 Данные для диода КД522А

U, B	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
I, мА	0	0,000014	0,00003	0,00005	0,0002	0,005	0,098	0,4	0,8	1,24	1,63

---

Рисунок 3 Прямая ВАХ диода КД522А

Пороговое напряжение, при котором резко возрастает ток составляет 0,5 В.

Рассчитываем дифференциальное сопротивление по формуле:

Rпр=(Uпр1-Uпр2)/(Iпр1-Iпр2)/1000 = (1-0,6)/(1,63-0,098)/1000=864 Ом

Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы пункта 2 при построении прямых характеристик, выяснили, что точечный диод (моделей Д223А, КД522А ) имеет более высокое пороговое напряжение при котором ток резко возрастает, следовательно, для его открытия необходим больший ток.

3. Снятие обратной характеристики

3.1 Диод Д223А

Выбираем диод Д223А и снимаем показания прибора, данные записываем в таблицу 3 и строим обратную характеристику (рисунок 5)

Схема для снятия обратной характеристики изображена на рисунке 4:



Рисунок 4 Схема для обратной характеристики

Таблица 3 данные для обратной характеристики диода Д223А

Шаг измерения 0,02 В
U, B		0	0,02			0,04			0,06		0,08			0,1			0,12			0,14		0,16			0,18
I,мА		0	0.00018			0,0003			0,0004		0,0005			0,0005			0,0006			0,0006		0,00062			0,0006
Шаг измерения 0,1 В
0,19	0,2				0,3			0,4				0,5			0,6			0,7			0,8		0,9				1
0,0006	0,00064				0,00066			0,00067				0,00067			0,0007			0,0007			0,0007		0,0007				0,0007
Шаг измерения 15 В
10		25		40			55			70			85			100			115			130		145
0,0007		0,0007		0,0007			0,0007			0,0007			0,0007			0,0007			0,0007			0,65		125

---

Пороговое напряжение равно 130 В.

Rобр=(Uобр1-Uобр2)/(Iобр1-Iобр2)/1000=(115-0,2)/(0,0007-0,00064)/1000=1916 МОм



Рисунок 5 Обратная ВАХ Д223А

3.2 Диод КД522А

Аналогично как в пункте 3.1 снимаем показания прибора, записываем в таблицу 4 и строим обратную характеристику на (рисунок 6).

Таблица 4 Данные для КД522А

Шаг измерения 0,02 В
U, B	0		0,02			0,04			0,06			0,08			0,1			0,12				0,14			0,16		0,18
I,мА	0		0.0001			0,0001			0,0001			0,0001			0,0001			0,0001				0,0001			0,0001		0,0001
Шаг измерения 0,1 В
0,19		0,2			0,3			0,4			0,5		0,6				0,7			0,8				0,9				1
0,0001		0,0001			0,0001			0,0001			0,0001		0,0001				0,0001			0,0001				0,0001				0,0001
Шаг измерения 15 В
10				25			40			55				70		85			100		115		130			145
0,0001				0,0001			0,0001			21,61				96		170			245		319		394			468

---

Смотрите также файлы

• Мчс россии фгбоу во санктПетербургский университет ГПС мчс россии Государственный экзамен по направлению подготовки 20. 03. 01 Техносферная безопасность профиль Пожарная безопасность.doc

• Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине пожарная техника для уч групп тб 43 48.docx

• Цель подробно разобрать все возможные случаи страхования юридических и физических лиц. Задачи.docx

• Анализ воспитательной работы 7Б класса за 20212022 учебный год, класс.docx

• Эконометрика и методы моделирования в экономике Малащенко Юлия Александровна.docx