Лабораторная работа № 10 Тема: Изучение проводимости полупроводникового диода и его работы в схемах выпрямления переменного тока.

Лабораторная работа № 10

Тема: Изучение проводимости полупроводникового диода и его работы в схемах выпрямления переменного тока.

Цель работы: исследование проводимости p-n-перехода, изучения работы однополупериодного и двуполупериодного выпрямителей переменного тока.

Оборудование: источники переменного и постоянного напряжения 10 В, потенциометр, диод Д9Б, цифровой мультиметр ВР-11А, микроамперметр, резисторы, осциллограф, мостовая схема выпрямителя на диодах Д802.

Методы измерения и описание установки:

Электрическая схема лабораторной установки для снятия характеристик полупроводникового диода представлена на рис.1.

Рис. 1

Для исследования работы однополупериодного выпрямителя необходимо использовать схему макета, приведенную на рис. 2.

Рис. 2

Электрическая схема макета, предназначенная для изучения работы двухполупериодного выпрямителя, приведена на рис.3.

Рис. 3

Порядок выполнения работы

Задание 1. Снять вольт-амперную характеристику диода, определить зависимость коэффициента выпрямления k и сопротивления диода R от приложенного напряжения.

1. Собрать схему установки, приведенную на рис 1. установить потенциометр П в "нулевое" положение, а прибор ВР -11А - в положение для измерения постоянного тока. Как вольтметр, используется микроамперметр с номинальным значением силы тока 100 мкА, включенный последовательно с сопротивлением R1 = 980Ом. Сто делений шкалы соответствуют 10 В.

2. Включить электропитание. Изменяя потенциометром входное напряжение через 1 В измерить силу тока в цепи диода в прямом направлении. Результаты записать в таблицу.

3. Изменить направление тока в цепи диода (поменять полярность включения диода). Установить потенциометр в "нулевое" положение, а прибор ВР -11А в положение для измерения постоянного тока.

4. Включить электропитание. Изменяя потенциометром входное напряжение через 1 В измерить силу обратного тока в цепи диода. Результаты записать в таблицу.

5. Используя данные таблицы для прямого и обратного токов сделать расчет коэффициентов выпрямления тока по формуле:

Данные занести в таблицу.

6.                 Используя данные таблицы, вычислить напряжение на диоде при  прямом токе по формуле: U_д = U -U_r,

где U - входное напряжение, U_r = I_прR – напряжение на резисторе

R = 300Ом. Результаты занести в таблицу.

7.                 Используя данные таблицы, найти значение прямого сопротивления диода для всех значений напряжения U_д по формуле:

Данные снова занести в таблицу.

8.     Найти значение обратного сопротивления диода по формуле:

Такая замена возможна, так как U_д = U -U_r = U - I_обрR ≈U (I_ç очень мал).

Результаты занести в таблицу.

9.     Используя данные таблицы, построить графики зависимостей: I = f (U), k = f (U), R = f (U).

Задание 2. Изучение выпрямителей переменного тока.

1. Собрать схему, приведенную на рис. 2, для исследования работы однополупериодного выпрямителя. Нарисовать осциллограмму, полученную на экране осциллографа.

2.2. Собрать схему, приведенную на рис. 3, для исследования работы двухполупериодного выпрямителя. Нарисовать осциллограмму, полученную на экране осциллографа.

Таблица

Контрольные вопросы:

1. Примесная проводимость полупроводника, зависимость ее от температуры.

2. Объяснить механизм донорной проводимости основываясь на зонной теории.

3. Объяснить механизм акцепторной проводимости основываясь на зонной теории.

4. Устройство и работа полупроводникового диода.

5. Нарисовать схему однополупериодного выпрямителя и объяснить его работу.

6. Нарисовать схему двухполупериодного выпрямителя и объяснить его работу.

7. Объяснить ход вольтамперной характеристики полупроводникового диода.

8. Физический смысл коэффициента выпрямления и его зависимость от приложенного напряжения.

9. Объяснить ход зависимости сопротивления полупроводникового диода от приложенного напряжения.

Скачано с www.znanio.ru