Лабораторная работа №1. Исследование характеристик полупроводниковых приборов. Порядок выполнения работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра автоматизированных систем управления

лабораторные РАБОТы

по дисциплине «Электроника в управляющих устройствах»

Выполнили: студенты Байниязов А.А. Латыпов А.В.

Группа: зАТСб-16-1

Шифр: 27.03.04 «Управление в технических системах»

Курс: 3

Проверил: ст. преподаватель кафедры АСУ Самарина И.Г.

Магнитогорск

Лабораторная работа №1

Исследование характеристик полупроводниковых приборов

Цель работы:

1) получить вольт-амперные характеристики полупроводникового диода, стабилитрона, тиристора;

2) по полученным характеристикам рассчитать основные параметры исследуемых полупроводниковых приборов.

Порядок выполнения работы

1. Пользуясь формулой построить ВАХ этого диода при Т = 27 ⁰С и Т = 65 ⁰С в интервале U [-2; 0,5] В, если I₀ = 1 мкА при Т = 27 ⁰С и I₀ = 10 мкА при Т = 65 ⁰С.

2. Решить задачу 1 (лекционная тетрадь) для кремния p-n–перехода с той же концентрацией примесей, если N = 5×10²², n_i = 10¹⁰.

3. При Т = 300 К I₀ = 30 мкА. Найти дифференциальное сопротивление p-n–перехода при U_ПР = 0,2 В и U_ОБР = 25 В.

4. Кремниевый стабилитрон включен в схему стабилизатора напряжения параллельно с R_Н = 2,2 кОм (рис. задачи 4 лекция портал). Параметры стабилитрона: U_СТ = 13 В, I_СТ._MAX = 20 мА, I_СТ._MIN = 1 мА. Найти R_ОГР, если Е _MIN = 16 В, Е_MAX = 24 В. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения Е.

5. Построить ВАХ фотодиода

6. Построить ВАХ диода Шотки (воспользоваться Таблицей Статические параметры силовых выпрямительных диодов, лекции на портале).

7. Построить ВАХ тиристора (из литературы).

1 .Пользуясь формулой построить ВАХ этого диода при Т = 27 ⁰С и Т = 65 ⁰С в интервале U [-2; 0,5] В, если I₀ = 1 мкА при Т = 27 ⁰С и I₀ = 10 мкА при Т = 65 ⁰С.

Na=N/10^8=(5*10^22)/10^8=5*10^14 см^(-3)

Ng=10^3*5*10^14=5*10^17 см^(-3)

Fk= ((1,37*10^(-23)*300)/ 1,6*10^(-19))* Ln((5*10^17*5*10^14)/((10^10)^2))=0.729В

Ответ: 0.729В

3.При Т = 300 К I₀ = 30 мкА. Найти дифференциальное сопротивление p-n–перехода при U_ПР = 0,2 В и U_ОБР = 25 В.

Ft=kt\q

Ft=(1.37*10^(-23)*300)/(1.6*10^(-19))= 0,025688

I=0,00003*(e^((0.2*1.6*10^(-19))/ (1.37*10^(-23)*300))-1)= 0,07216207

Rдиф=Ft/(I-I0)= 0,025688/(0,07216207+0,00003)= 0,356125

Ответ: 0,355829 Ом

4.Кремниевый стабилитрон включен в схему стабилизатора напряжения параллельно с R_Н = 2,2 кОм (рис. задачи 4 лекция портал). Параметры стабилитрона: U_СТ = 13 В, I_СТ._MAX = 20 мА, I_СТ._MIN = 1 мА. Найти R_ОГР, если Е _MIN = 16 В, Е_MAX = 24 В. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения Е.

E = Uст + Rогр(In+Iст)

In=Uст / Rn = 13/2200 = 0,006 A

Rогр = Eср – Uст / In + Iсрст = 20-13 / 0,006 + 0,0105 = 7/0,0165 = 424,24 Ом

Eмин = Uст + Rогр(In+Iстмин)=15,97 B

Emax = 24,03B.

Стабилизация будет обеспечиваться на всем диапазоне изменения E.

5. ВАХ фотодиода.