Лабораторная работа Nº 9.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ

И ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

НА ИХ ОСНОВЕ

Цель работы: ознакомиться с физическими процессами, происходящими в п-р переходах полупроводников, выпрямительных диодах и экспериментально исследовать вольтамперную характеристику диода и разработанные на его основе выпрямители переменного напряжения.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Для исследования вольтамперной характеристики выпрямительного диода используется схема, размещенная на панели 1. Изучение схем выпрямления переменного напряжения проводится с использованием схемы, расположенной на панели 2.

1. Для построения вольтамперной характеристики полупроводникового диода Д 226 используется схема, приведенная на рис. 1.

На панели выведены клеммы 1 для подключения источника напряжения Б5-49, клеммы 2 для подсоединения амперметра, (используется комбинированный прибор Щ 4300), переключаПереключагде - полное сопротивление нагрузки и фильтра, - полное сопротивление нагрузки и конденсатора фильтра) имеет два положения: крайнее правое положение соответствует прямому подключению диода, а крайнее левое - обратному включению диода.

При изучении прямой ветви вольтамперной характеристики устанавливают пределы напряжения: ; пределы изменения токов: . Для исследования обратной ветви вольтамперной характеристики используют пределы напряжения: ; пределы токов: .2. Схема для изучения основных параметров выпрямителей приведена на рис. 19.

На панель выведены клеммы 1 для подключения генератора ЛЗ-112; клеммы 2 для подсоединения осциллографа С1-73 или вольтметра В7-38, или комбинированного прибора Щ 4300; переключатель П1 и П2 для подключения однополупериодного выпрямителя (положение переключателей П1 и П2 - влево) или двухполупериодного выпрямителя (положение переключателей П1 и П2 - вправо); переключатель ПЗ для подсоединения фильтра (положение 1- без фильтра, положение 2 - индуктивный фильтр с , положение 3 - индуктивный фильтр с положение 4 - электронный фильтр на транзисторе); переключатели П4 и П5 для подключения емкостных фильтров и (положение переключателей П4 и П5 вверх - фильтр подключен, положение П4 и П5 вниз - фильтр отключен).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомимся с лабораторной установкой и подготовим ее к работе. Включимь в сеть и выставим необходимые пределы токов и напряжений на используемых приборах.

2. Изучим вольтамперную характеристику диода:

а) на панели 1 подключим источник питания Б5-49 к клеммам 1-1 прибор Щ 4300 к клеммам 2-2, переключатель П1 в крайнее правое положение. Установим значение напряжения и ток, равный ;

б) снимем зависимость . Измерение этой зависимости проводится при изменении напряжений 0,2 В до 1,5 В. Результаты занесем в таблицу 1;

Таблица 1.

U

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

I

1.8

3.6

7.5

25.6

77.1

149

1.5

12

19

85

113

143

172

283

300

в) установим переключатель П1 в крайнее левое положение. Выставим на источнике питания Б5-49 значение ;

г) снимем зависимость . Для определения этой зависимости изменяется в пределах от 0 до 100 В. Результаты занесем в таблицу 2.

Таблица 2.

U

0,1

0,3

0.6

1.0

4

7

10

12

16

19

22

25

28

I

0.1

0.9

1.9

3.2

13

22

32

42

52

62

72

81

91

3. Изучение сглаживающих фильтров в схемах выпрямления переменного напряжения.

3.1. На панели соберем схему однополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром Сф1. Поставим переключатели П1, П2 в положение “влево”, переключатель П3 – в положение 1, переключатель П4 – в положение “вверх”; переключатель П5 в положение “вниз”. К клеммам 1-1 подключим генератор и подадим сигнал частотой 50 Гц, и амплитудой 10 В. На входе фильтра получаем напряжение . Вольтметром постоянного тока измеряем постоянную составляющую на выходе фильтра. По осциллограмме напряжения нагрузки определим амплитуду переменной составляющей Экспериментальный коэффициент пульсаций рассчитаем по формуле:

. (1)

Коэффициент сглаживания рассчитаем согласно выражения:

. (2)

3.2. На панели соберем схему однополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром Сф2. Схема собирается аналогично п. 3.1, только положение переключателя П5 устанавливается “вверх”.

Рассчитаем коэффициент пульсации на выходе фильма Сф2: и коэффициент сглаживания согласно выражениям (1), (2), использовав результаты, полученные для емкостного фильтра . Полученные результаты занесем в таблицу 3.

3.3. Рассчитаем коэффициент пульсации и сглаживания согласно выр­а­жениям (1), (2) для двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостными фильтрами: и . Результаты занесем в таблицу 3.

3.4. На панели соберем схему однополупериодного а затем и двух­полупериодного выпрямителя с индуктивным фильтром . Подадим на схему сигнал от генератора с параметрами согласно п. 3.1. Напряжение на входе фильтра (берется из п. 3.1, 3.2); коэффициент пульсаций на входе (берется из п. 3.1, 3.2).

Измереем среднее значение напряжения на нагрузке . По осциллограмме напряжения нагрузки определим амплитуду переменной составляющей напряжения на выходе фильтра . Определим коэффициент пульсации и коэффициент сглаживания согласно выражениям (1), (2).

Таблица3

*

Однополу­пер.

2.0

4.6

1.7

0.6

0.96

0.42

1.13

3.22

Двухполу­пер.

2.75

0.26

1.40

1.50

0.48

5.11

0.95

0.88