Программа работы

Задания для выполнения работы

Снять вольт-амперные характеристики выпрямительного диода (типа КД226), импульсного диода (типа КД522), диода Шоттки (типа 1N5819), по характеристикам определить основные параметры и сравнить их. Снять с помощью осциллографа вольт-амперную характеристику и определить напряжение стабилизации U _СТ стабилитрона; исследовать зависимость выходного напряжения и тока стабилитрона от входного напряжения в цепи параметрического стабилизатора напряжения.

Программа работы

IА Экспериментальная часть

1. Была собрана цепь для снятия прямой ветви вольт-амперной характеристики диодов в прямой полярности. Цепь представлена на рисунке 1(а):

Рисунок 1 - Принципиальные схемы подключения диода

2. Устанавливая токи, согласно таблице 1, была снята прямая ветвь вольт-амперной характеристики трех диодов: выпрямительного, импульсного и диода Шоттки.

Таблица 1- Вольт-амперные характеристики диодов при прямом подключении

I, мА
U, B	КД226	0,578	0,618	0,649	0,678	0,695	0,706
КД5220	0,648	0,693	0,728	0,769	0,795	0,815
1N5819	0,208	0,233	0,251	0,271	0,283	0,292

3. Для снятия обратной ветви вольт-амперных характеристик схема была изменена (рисунок 1(б)). Устанавливая напряжения, указанные в таблице 2, была снята обратные ветви вольт-амперных характеристик трёх диодов.

Таблица 2 - Вольт-амперные характеристики диодов при обратном подключении

U, B
I, мкА	КД226
КД522					0.01	0.01	0.01
1N5819	1.12	1.47	1.98	2.45	2.94	3.55	4.38

4. Графики вольт-амперных характеристик для прямого и обратного включения трех диодов представлены на рисунке 2:

Рисунок 2 - ВАХ трех диодов в прямом и обратном включении

IIА Задание на моделирование

1. На рабочем столе программы Electronics Workbench была собрана цепь (рисунок 1, а) для снятия прямой ветви вольт-амперной характеристики диода. Макет цепи представлен на рисунке 3:

Рисунок 3 - Макет схемы для снятия прямой ветви ВАХ диода

2. Устанавливая токи, указанные в таблице 1, была снята прямая ветвь вольт-амперной характеристики выпрямительного диода. Модель диода была выбрана КД226. Полученные результаты эксперимента представлены в таблице 3:

Таблица 3 - ВАХ выпрямительного диода при прямом включении

I, мА
U, B	КД226	0,673	0,697	0,715	0,733	0,743	0,751

3. Схема была изменена для снятия обратной ветви вольт-амперной характеристики диода в соответствии с рисунком 1, б. Макет схемы представлен на рисунке 4:

Рисунок 4 - Макет схемы для снятия обратной ветви ВАХ диода

4. Устанавливая напряжения, указанные в таблице 2, была снята обратная ветвь вольт-амперной характеристики выпрямительного диода. Модель диода была выбрана КД226. Полученные результаты эксперимента представлены в таблице 4:

Таблица 4 - ВАХ выпрямительного диода при обратном включении

U, B
I,мкА	КД226

5. Полученные прямые и обратные ветви ВАХ выпрямительного диода представлены на рисунке 5:

Рисунок 5 - Прямые и обратные ветви ВАХ выпрямительного диода КД226

IБ Экспериментальная часть

1. Была собрана цепь согласно принципиальной схеме, приведённой на рисунке 6. На вход было подано синусоидальное напряжение от генератора напряжения специальной формы частотой 1 кГц максимальной амплитуды.

Рисунок 6 - Принципиальная схема подключения стабилитрона

2. Осциллограф был включен и настроен в режиме X-Y. Было включено инвертирование вертикального входа. Изображение с экрана осциллографа представлено на рисунке 7:

Рисунок 7 - Изображение с экрана осциллографа

3. Была собрана цепь параметрического стабилизатора согласно принципиальной схеме на рисунке 8, сначала не включая в неё сопротивление нагрузки.

Рисунок 8 - Схема включения параметрического стабилизатора

Был включен генератор напряжений и, изменяя постоянное напряжение на входе стабилизатора от нуля до максимального значения 13…14 В, была снята зависимость выходного напряжения от входного на холостом ходу. Результаты измерений представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Зависимость Uвых от Uвх

U ВХ, В
U ВЫХ, В					5,65	5,69	5,75

4. Было установлено максимальное напряжение на входе и, включая различные сопротивления нагрузки согласно данным таблицы 6, была снята зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки.

Таблица 6 - Зависимость Uвых от Iн

R Н, Ом	∞			47+22	47+10		33+10
I Н, мА	0 (х.х.)	38,3	56,4	78,4		90,8	94,1
U ВЫХ, В	5,8	5,69	5,64	5,53	4,99	4,41	4.08	3,37

5. Графики зависимостей U _ВЫХ (U _ВХ) и U _ВЫХ (I _Н) представлены на рисунках 9 и 10 соответственно.

Рисунок 9 - Зависимость Uвых от Uвх

Рисунок 10 - Зависимость Uвых от Iн

=

IIБ Экспериментальная часть

1. Была собрана цепь параметрического стабилизатора согласно принципиальной схеме на рисунке 8, сначала не включая в неё сопротивление нагрузки. Модель стабилитрона выбрана идеальная. Макет полученной цепи представлен на рисунке 11.

Рисунок 11 - Макет цепи стабилитрона без нагрузки

2. Был включен генератор напряжений и, изменяя постоянное напряжение на входе стабилизатора от нуля до максимального значения 14 В, была снята зависимость выходного напряжения от входного на холостом ходу. Результаты измерений отображены в таблице 7:

Таблица 7 - Зависимость Uвых от Uвх

U ВХ, В
U ВЫХ, В

3. Было установлено максимальное напряжение на входе и, включая различные сопротивления нагрузки согласно данным таблицы 6, была снята зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки. Полученные результаты опыта представлены в таблице 8:

Таблица 8 - Зависимость Uвых от Iн

R Н, Ом	∞			47+22	47+10		33+10
I Н, мА	0 (х.х.)			82,84	95,23	90,8	97,90	105,3
U ВЫХ, В		8,4		5,716	4,476	4,41	4,210	3,474

Графики полученных зависимостей U _ВЫХ (U _ВХ) и U _ВЫХ (I _Н) представлены на рисунках 12 и 13 соответственно:

Рисунок 12 - Зависимость Uвых от Uвх

Рисунок 13 - Зависимость Uвых от Iн

Выводы

В ходе выполнения данной лабораторной работы были экспериментально и с помощью компьютерного моделирования сняты вольт-амперные характеристики выпрямительного диода, импульсного, диода Шоттки, по полученным характеристикам были определены основные параметры. Также экспериментально была снята вольт-амперная характеристика с помощью осциллографа и определено напряжение стабилизации U _СТ стабилитрона; исследована зависимость выходного напряжения и тока стабилитрона от входного напряжения в цепи параметрического стабилизатора напряжения с помощью проведения экспериментов и компьютерного моделирования цепи.