Файл: Лабораторная работа по дисциплине Электроника тема работы обучающийся группы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 12
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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 №
по дисциплине
«Электроника»
ТЕМА РАБОТЫ
« »
Выполнил:
| Обучающийся группы : | ________________ Дата, подпись | И.О. Фамилия |
| | | |
| Исправить замечания: | ________________ Дата, подпись | ___________________ Должность, И.О. Фамилия |
| Защита: ________________ Зачтено/не зачтено | ________________ Дата, подпись | ________________ Должность, И.О. Фамилия |
Санкт-Петербург
2022
-
Оценочный лист
| № п/п | Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков | Показатель оценивания | Критерии оценивания | Шкала оценивания | |
| 1 | Лабораторная работа № ____ | 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 | ||||
Оглавление
1Оценочный лист 2
2Цель работы 4
3Краткие сведения из теории 4
4Схема исследования 5
5Таблицы с данными измерений и осциллограммы 6
6Обработка материалов измерений 7
7Вывод 7
-
Цель работы
Целью работы является исследование свойств полупроводниковых диодов плоскостного и точечного типов. В работе снимаются вольтамперные характеристики и определяются параметры диодов в широком диапазоне частот.
-
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 робласти 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 ????????????, которое препятствует дальнейшей диффузии основных носителей и создает дрейфовый ток, обусловленный неосновными носителями.
При подключении источника э.д.с. к n-р переходу в зависимости от направления вектора напряженности источника ????ИСТ (????ИСТ( ) ) ширина запирающего слоя может:
-уменьшаться - векторы напряженности источника и запирающего слоя противоположны, что приводит увеличению диффузионного тока;
-увеличиваться - векторы напряженности источника и запирающего слоя направлены в одну сторону, что приводит к уменьшению диффузионных токов практически до нуля и увеличению дрейфового тока.
Перечисленные свойства p-n перехода используются полупроводниковых диодах.
Полупроводниковым диодом называется прибор с одним р-n переходом и двумя выводами, позволяющими включать его во внешнюю электрическую цепь. Полупроводниковые диоды имеют несимметричные электронно-дырочные переходы. Одна область полупроводника с более высокой концентрацией примесей (высоколегированная область)
служит эмиттером, а другая с меньшей концентрацией примесей (низколегированная область)-базой.
Вывод, который подключает эмиттер к внешней электрической цепи, называется катодным, а вывод, который подключается к базе-анодным.
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в ток одного направления.
При включении диода в прямом направлении (прямая ветвь ВАХ) вектор напряженности внешнего источника ????ИСТ направлен противоположно вектору напряженности р-n перехода диода, положительный полюс источника ????ИСТ подключен к аноду диода, а отрицательный полюс ????ИСТ к катоду диода. При этом суммарный вектор напряжѐнности уменьшается. Это приводит к уменьшению потенциального барьера в n - p переходе.
Точечные диоды имеют малую емкость р-n перехода (обычно менее 1 пФ) и применяются для выпрямления переменного тока любых частот вплоть до СВЧ. В плоскостных диодах емкость р-n перехода составляет десятков пФ. Различие в собственных емкостях Соб полупроводниковых диодов сказывается на их работе: с увеличением частоты внешнего источника Е, приложенного к диоду, сопротивление собственной емкости уменьшается и обратный ток ????Обр возрастает, что приводит к тому, что диод теряет свойство односторонней проводимости. Поэтому на частотах свыше 50 кГц применяют главным образом точечные полупроводниковые диоды.
-
Схема исследования
Рисунок 1 Схема прямого включения
Рисунок 2 Схема обратного включения
Рисунок 3 Схема исследования частотных свойств полупроводниковых диодов
-
Таблицы с данными измерений и осциллограммы
Таблица 1. Д223А, прямое включение
| U1, В | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| I, mA | 0 | 1.762 * 10-3 | 10.49 * 10-3 | 49.3 * 10-3 | 171.5 * 10-3 | 407.9 * 10-3 | 730.4 * 10-3 | 1.104 | 1.5 | 1.93 | 2.3 |
Таблица 2. КД522А, прямое включение
| U1, В | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| I, mA | 0 | 1.762 * 10-3 | 10.49 * 10-3 | 49.3 * 10-3 | 171.5 * 10-3 | 407.9 * 10-3 | 730.4 * 10-3 | 1.104 | 1.5 | 1.93 | 2.3 |
Таблица 3. Д223А, обратное включение
| U1, В | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 120 | 130 | 140 |
| I, mA | 0 | -0.67 * 10-3 | -0.67 * 10-3 | -0.67 * 10-3 | -0.67 * 10-3 | -0.67 * 10-3 | -0.67 * 10-3 | -0.67 * 10-3 | -650.1 * 10-3 | -50.07 | -100 |
Таблица 4. КД522А, обратное включение
| U1, В | 0 | 10 | 20 | 60 | 70 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 |
| I, mA | 0 | 0 | 0 | -46.36 | -95 | -195.3 | -245 | -294.7 | -344.4 | -394.1 | -443.7 |
 Рисунок 4 Д223А, 1 КГц |  Рисунок 5 КД522А, 1 КГц |
 Рисунок 6 Д223А, 10 КГц |  Рисунок 7 КД522А, 10 КГц |
| | |
 Рисунок 8 Д223А, 30 КГц |  Рисунок 9 КД522А, 30 КГц |
 Рисунок 10 Д223А, 50 КГц |  Рисунок 11 КД522А, 50 КГц |
-
Обработка материалов измерений
-
Вывод
В ходе лабораторной работы были исследованы диоды Д223А и КД522А. По результатам расчетной части можно сказать, что диоды отличаются своими характеристиками: прямое дифференциальное сопротивление КД522А в несколько раз выше, чем у Д223А. В диоде Д223А хорошо видно, как ток относительно легко проходит через p-n переход при прямом подключении, а в обратном ток практически не протекает, это и есть наглядное представление p-n перехода в полупроводниковых диодах.