Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь согласно схеме рис.1.8, включив в нее для начала резистор R = 100Ом. Подайте на вход питание от нерегулируемого источника постоянного напряжения +15 В, отрегулируйте осциллограф и убедитесь, что пульсации напряжения незначительны или отсутствуют, что напряжение равно 15±0,5 В, а ток примерно равен 150 мА.

· Переключите мультиметр для измерения тока 2 А, замените резистор 100 Ом на 47 или 33 Ом, убедитесь, что появляются пульсации напряжения на выходе и через некоторое время срабатывает защита и включается сигнализация перегрузки.

Порядок выполнения эксперимента - student2.ru

Рис. 1.8

· Повторите этот опыт с другим нерегулируемым источником напряжения -15 В и с регулируемым источником при максимальном напряжении на его выходе. Проверьте, как работает регулятор напряжения источника

· Установите в схему резистор 47 Ом, переключите мультиметры для измерения синусоидальных сигналов и подключите к схеме генератор напряжений специальной формы.

· Установите синусоидальный сигнал на выходе и убедитсь, что частота и амплитуда напряжения регулируются (по осциллографу). На частоте 1000 Гц (или какой нибудь другой) убедитесь, что переключается форма сигнала. Внимание! Мультиметры не предназначены для измерения несинусоидальных токов и напряжений!

· Замените резистор 47 Ом на 22 Ом и убедитесь, что срабатывает защита и сигнализация перегрузки.

· Снова включите в схему резистор 100 Ом, и, подключая к ней напряжения UAO, UBO, UCO, UAB, UBC и UCA трёхфазного источника, убедитесь что фазные напряжения регулируются в пределах от 0 до 8 В, а линейные в √3 раз больше. Замените резистор 100 Ом на 22 Ом и проверьте работу защиты каждой фазы.

Полупроводниковые приборы

Исследование характеристик полупроводниковых диодов на постоянном и переменном токах

Общие сведения

Двухэлектродный полупроводниковый элемент - диод содержит n- и p -проводящий слои (рис. 2.1.1). В n-проводящем слое в качестве свободных носителей заряда преобладают электроны, а в p-проводящем слое - дырки. В результате диффузии электронов из n-области в р-область и, наоборот, дырок из р-области в n-область на границе создаётся потенциальный барьер (рис. 2.1.1 а и б).

При прямом приложенном напряжении («+» к слою p, « - » к слою n) потенциальный барьер уменьшается, и диод начинает проводить ток (диод открыт). При обратном напряжении потенциальный барьер увеличивается (диод заперт).

Вольт-амперная характеристика диода имеет вид, изображённый на рис. 2.1.1в.

Порядок выполнения эксперимента - student2.ru

Рис. 2.1.1

Прямой ток через р-n переход определяется носителями заряда, неосновными для того слоя, куда они проникают. В процессе движения они сталкиваются с основными носителями данного слоя и рекомбинируют. С увеличением прямого тока падение напряжения на диоде несколько возрастает. При рекомбинации может выделятся энергия в виде излучения. Это явление используется в светодиодах.

В обратном направлении через диод протекает только небольшой ток утечки, обусловленный неосновными носителями. С увеличением обратного напряжения выше предельно допустимого для данного типа диода наступает пробой р-n перехода. В диодах различных типов он протекает по разному: в обычных выпрямительных диодах – это необратимое разрушение р-nперехода в результате его перегрева,в лавинных–происходит лавинное размножение неосновных носителей, что приводит к резкому уменьшению обратного напряжения на нём и уменьшению нагрева, в стабилитронах – при увеличении обратного тока имеется достаточно протяжённый участок вольт-амперной характеристики, на котором напряжение мало зависит от тока (зенеровский пробой).

Основные статические параметры диодов, такие как пороговое напряжение U0, прямое падение напряжение Uпр, дифференциальное сопротивление Rд, обратный ток Iобр, напряжение стабилизации стабилитрона Uст, можно определить по вольтамперной характеристике, снятой на постоянном или медленно изменяющемся токе.

Переключение диода из закрытого состояния в открытое происходит не мгновенно. Это можно наблюдать на экране осциллографа, если приложить к диоду напряжение прямоугольной формы высокой частоты (рис. 2.1.2).

Порядок выполнения эксперимента - student2.ru

Рис. 2.1.2

При переходе из закрытого в открытое состояние необходимо время tвкл, необходимое для рассасывания избыточных зарядов потенциального барьера и достижения диффузионного равновесия.

При переходе из открытого состояния в закрытое необходимо время t1, за которое рассасываются избыточные носители и время t2, за которое вновь устанавливается потенциальный барьер. Общее время выключения tвыкл = t1 + t2. На этапе t1 через диод протекает большой обратный ток, а напряжение на нём убывает, сохраняя прямое направление. На этапе t2 ток обратный ток убывает до нормального значения. Реальная картина, наблюдаемая на экране осциллографа, может несколько отличаться от описанной из-за влияния входной ёмкости осциллографа и монтажа.

Наши рекомендации