Практическая работа по Основам Электроснабжения на тему "Полупроводниковые диоды и стабилитроны"

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА И СТАБИЛИТРОНА

Цель работы: Снятие прямых и обратных ветвей вольтамперной ха- рактеристики полупроводникового германиевого диода Д9 и кремниевого стабилитрона КС168А.

Теоретическое обоснование работы:

Полупроводниковым диодом называют прибор, который имеет два вы- вода и содержит один (или несколько) p-n-переходов. Все полупроводни- ковые диоды можно разделить на две группы: выпрямительные и специ- альные. Выпрямительные диоды, как следует из самого названия, предна- значены для выпрямления переменного тока. В зависимости от частоты и формы переменного напряжения они делятся на высокочастотные, низко- частотные и импульсные. Специальные типы полупроводниковых диодов используют различные свойства p-n-переходов; явление пробоя, барьер- ную емкость и др.

Конструктивно выпрямительные диоды делятся на плоскостные и точечные, а по тех- нологии изготовления на сплавные, диффузи- онные и эпитаксиальные. Плоскостные диоды, благодаря большой площади p-n-перехода ис- пользуются для выпрямления больших токов. Точечные диоды имеют малую площадь пере-

хода и, соответственно, предназначены для вы- прямления малых токов. Выпрямительные дио- ды большой мощности называют силовыми.

Рисунок 1 – Структура

полупроводникового диода и его УГО

Условное графическое обозначение (УГО) полупроводникового диода приведено на рис 3.5, б, а его структура на рис 3.5, а. Электрод диода, под- ключенный к p- области называют анодом (А), а электрод, подключенный к n- области – катодом (К).

Основными характеристиками, приводимыми в справочниках, являются:

I_{пр. макс} – максимально допустимый постоянный прямой ток диода;

U_пр – падение напряжения на диоде при заданном прямом токе;

U_{обр. макс} – предельное постоянное или импульсное обратное напряжение;

T_вос – время восстановления обратного напряжения;

f_макс – предельная частота без снижения электрических режимов рабо- ты диода.

Стабилитроны – это полупроводниковые диоды, работающие в ре- жиме управляемого лавинного пробоя. УГО стабилитрона и его типичная ВАХ приведены на рис.2.

ВАХ в этом случае имеет

неустойчивый падающий уча-

сток. При прямом смешении                                              а)

ВАХ стабилитрона типична для кремниевого полупровод- никового диода. Обратный ток при некотором значении об- ратного напряжения U_пр, назы- ваемого пробивным, скачкооб- разно возрастает. Дальнейшее даже очень незначительное увеличение обратного напря- жения приводит к резкому воз- растанию обратного тока. В ре- зультате этого ветвь обратного тока ВАХ имеет излом и вслед за ним очень крутой линейный

участок.                                              Рисунок 2 – ВАХ стабилитрона (б)

и его УГО (б)

Основное применение кремниевых стабилитронов – стабилизация на- пряжения.

Содержание отчёта:

-   Практическая работа №, её название и цель.

-   Теоретические обоснования работы.

-   Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1.    Что такое полупроводниковый диод?

2.    Какие типы диодов известны?

3.    Чем отличается стабилитрон от стабистора?

4.    В чём отличие вольтамперной характеристики германиевого и кремниевого диодов?

5.    Почему стабилитрон включается в цепь обратно?

6.    Каковы свойства фотодиода.