+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Диод его свойства и предназначения. Общие характеристики и где применяют

Содержание статьи:

Диоды IN4007 достаточно мощные полупроводниковые устройства. Его используют для блоков питания в виде диодного моста. Основной задачей диода является преобразование переменного тока в постоянный. Это необходимо чтобы устройство могло работать от сети питания, ведь в ней постоянный ток.

Важно! Работа диодов обусловливается тем, что в нем проходит импульс, а при смене полярности он перекрывается.

Общая характеристика диодов IN-4007

Этот диод достаточно мощная радиодеталь, она может работать как с 220 вольт, так и на 380 вольт. Исходя из этих значений, получается, что эти диоды изготавливаются, непосредственно, для разных, блочков питания. Зачастую эти устройства встречаются в основной плате прибора.

 Просмотрев основные характеристики диодов, стоит более тщательно определить потребность в этих элементах. Человек, работающий с диодами, сможет разобраться с ними для дальнейшего использования.

Главная область применения диодов это диодные мосты. Что касается второй области применения, это силовые электроники. В этой области такие диоды применяются как аналоговые усилители. Если установить такие радиодетали в определенный прибор, то таким образом улучшатся его характеристические качества.

Диод IN-4007 достаточно хорошо проявился при использовании его в регулярном источнике напряжения. Как утверждают специалисты, этот диод самый подходящий вариант для устройства этих типов.

Виды диодов серии IN-4001 и 4007

Необходимо знать, помимо таких диодов бывают и разные модели, которые имеют маркировку от 4001 и до 4007. Между прочим, по последнему числу в маркировании диода, возможно получить дополнительную информацию об этом приборе. Оказывается если последние числа маркировки меньше, то диод имеет меньший, полупроводниковый эффект.

Диоды этого ряда во время использования показали, что эти устройства могут преображать свои емкости. Такие данные зависят только от реверсивного напряжения, если такое применялось. Именно по этому многие предположили, что такие детали возможно использовать как варикп.

IN-4007 универсальный диод, ним можно заменить любой вариант, из этой сери. Это все потому, что у него самые большие показатели о них можно узнать, посмотревши на маркировку детали. Если вам необходим диод такого типа, но другой нумерации, можно спокойно использовать диод IN-4007, так как у него самый большой показатель мощности. Получается, что он самый универсальный.

Похожие детали

Стоит вспомнить и о деталях с такими же показателями, так называемыми аналогами. Они могут заменить диод если его нет в ассортименте. Для радиолюбителей, которые привыкли к отечественной аппаратуре и ее маркировке деталей, существует представленный на сайте pin-g.com.ua аналог с маркой КД-258Д. Этот вариант практически ничем не отличается от своего аналога и однозначно подойдет к тому или иному устройству. Следует упомянуть о том что этот аналог не единственный. Их существует много и разных, все зависит от производителей.

 Эта радиодеталь имеет достаточно большую область применения. Он используется практически в каждом электроприборе, а это значит что он важный и незаменимый. И чем дальше идут новые технологии, тем более применяемыми они стают.

Плюсом этого устройства также есть то, что старая аппаратура имеет потребность в них. Современная техника предусматривает использование этих диодов для своего производства и ремонта. Диодные мосты это тоже наиболее применяемый вариант в разных видах аппаратуры и авто мото технике. 

Практические основы аналоговых и цифровых схем

Массовая книга предназначена для широкой аудитории от студентов и радиолюбителей до инже-неров-практиков. В одном компактном издании изложены как основы аналоговой и цифровой схемотехники, так и необходимые сведения об электронных приборах и компонентах, а также об измерительных приборах.
Книга позволяет изучить основные схемы с паяльником в руках благодаря множеству эксперимен-тальных упражнений. Получившийся «практикум в книге» необходим как разработчикам, так и инженерам, занимающимся ремонтом и обслуживанием аппаратуры.

Массовая книга предназначена для широкой аудитории от студентов и радиолюбителей до инже-неров-практиков. В одном компактном издании изложены как основы аналоговой и цифровой схемотехники, так и необходимые сведения об электронных приборах и компонентах, а также об измерительных приборах.

Книга позволяет изучить основные схемы с паяльником в руках благодаря множеству эксперимен-тальных упражнений. Получившийся «практикум в книге» необходим как разработчикам, так и инженерам, занимающимся ремонтом и обслуживанием аппаратуры.

Массовая книга предназначена для широкой аудитории от студентов и радиолюбителей до инже-неров-практиков. В одном компактном издании изложены как основы аналоговой и цифровой схемотехники, так и необходимые сведения об электронных приборах и компонентах, а также об измерительных приборах.


Книга позволяет изучить основные схемы с паяльником в руках благодаря множеству эксперимен-тальных упражнений. Получившийся «практикум в книге» необходим как разработчикам, так и инженерам, занимающимся ремонтом и обслуживанием аппаратуры.

Массовая книга предназначена для широкой аудитории от студентов и радиолюбителей до инже-неров-практиков. В одном компактном издании изложены как основы аналоговой и цифровой схемотехники, так и необходимые сведения об электронных приборах и компонентах, а также об измерительных приборах.
Книга позволяет изучить основные схемы с паяльником в руках благодаря множеству эксперимен-тальных упражнений. Получившийся «практикум в книге» необходим как разработчикам, так и инженерам, занимающимся ремонтом и обслуживанием аппаратуры.

Массовая книга предназначена для широкой аудитории от студентов и радиолюбителей до инже-неров-практиков. В одном компактном издании изложены как основы аналоговой и цифровой схемотехники, так и необходимые сведения об электронных приборах и компонентах, а также об измерительных приборах.
Книга позволяет изучить основные схемы с паяльником в руках благодаря множеству эксперимен-тальных упражнений. Получившийся «практикум в книге» необходим как разработчикам, так и инженерам, занимающимся ремонтом и обслуживанием аппаратуры.

Массовая книга предназначена для широкой аудитории от студентов и радиолюбителей до инже-неров-практиков. В одном компактном издании изложены как основы аналоговой и цифровой схемотехники, так и необходимые сведения об электронных приборах и компонентах, а также об измерительных приборах.
Книга позволяет изучить основные схемы с паяльником в руках благодаря множеству эксперимен-тальных упражнений. Получившийся «практикум в книге» необходим как разработчикам, так и инженерам, занимающимся ремонтом и обслуживанием аппаратуры.

В чем разница между 1N4001 и 1N4007, кроме их максимального обратного напряжения?

Из-за технологических изменений изготовленные полупроводниковые приборы могут иметь разные характеристики. Многие производители используют стратегию binning для изготовленных деталей: они тестируют детали и делят их между несколькими «бункерами» на основе устройств ‘ представление. Как только они это сделают, они могут продать более эффективные устройства за больше денег.

Я полностью уверен, что стратегия биннинга используется для 1N400x, но я не могу сказать, сколько пулов было первоначально произведено. Мое предположение — 2 пула, из которых были получены 7 бункеров. Это предположение основано на том факте, что данные для типичной емкости соединения в техническом описании имеют два региона. Даже если я прав в отношении этого производителя, количество пулов может быть специфичным для изготовителя.

Разница между этими диодами в основном заключается в их обратном напряжении пробоя. Есть еще много параметров, которые отличаются; часть различий упоминается в таблице данных (например, вышеупомянутая емкость перехода), другие — нет. В общем случае отношение x20 в напряжениях обратного пробоя (между 1N4001 и 1N4007) отражает значительные различия в свойствах переходов. Эти свойства должны влиять практически на любой электрический параметр диода.

Производители, как правило, представляют эти диоды как имеющие одинаковые свойства, поскольку очень тонкие различия не важны для основных областей применения этих диодов. Существуют приложения , которые требуют большей точности.

Люди говорят, что есть также приложения, которые используют обратную разбивку диодов. В этих приложениях вы можете захотеть выбрать подходящее напряжение пробоя. Однако я не знаю особенностей.

Я предполагаю, что много лет назад, когда эти диоды были введены и полупроводниковые процессы не были зрелыми, различия между разными диодами были более выраженными.

Резюме:

Если цена такая же, и вы используете эти диоды в «стандартных» приложениях (например, выпрямление с низкой частотой), вы можете использовать любой из них, если она удовлетворяет вашим требованиям к обратному напряжению пробоя. Если вы планируете использовать их для чего-то более чувствительного, вы можете протестировать их все, чтобы увидеть, какой из них лучше.

Диоды серии 1N4001 и 1N5400

Серия 1N4001 (или 1N4000[1]) представляет собой семейство популярных 1,0 A кремниевых выпрямительных диодов общего назначения обычно применяющихся в адаптерах переменного тока для обычных бытовых приборов. Диапазон выпрямленного напряжения лежит в пределах от 50 до 1000 вольт. Данная серия полупроводниковых (кремниевых) диодов выполнена в пластиковом корпусе[2].

Серия выпрямительных кремниевых диодов 1N5400 также популярна и применяется в адаптерах переменного тока для питания более мощных бытовых приборов (до 3,0 А)[3].

Электрические параметры

Приведенная ниже таблица демонстрирует предельные эксплуатационные данные диодов серии 1N4001 и 1N5400:

Основные электрические параметры диодов серии 1N4001 и 1N5400[4][5][6]
Импульсное обратное напряжение Сила постоянного тока 1 A Сила постоянного тока 3 A
50 V 1N4001 1N5400
100 V 1N4002 1N5401
200 V 1N4003 1N5402
300 V 1N5403
400 V 1N4004 1N5404
500 V 1N5405
600 V 1N4005 1N5406
800 V 1N4006 1N5407
1000 V 1N4007 1N5408

Кремниевый чип, производимый Suzhou для Fairchild Semiconductor, весит всего 93 микрограмма[7][8][9][10].

Интересный факт

В процессе эксплуатации выяснилось, что многие из диодов этой серии демонстрируют изменение емкости и, таким образом, могут быть использованы в качестве временных заменителей варикапов.

См. также

Примечания

  1. Though some writers and datasheets refer to «1N4000 series», a 1N4000 is a 10-watt Zener diode unrelated to the 1N4001 series of 1 amp rectifiers.
  2. Diodes: 1N4001 — 1N4007 datasheet
  3. Axial Discretes. Diotec Semiconductor AG. Архивировано из первоисточника 27 сентября 2012.
  4. 1N4001–1N4007 Datasheet
  5. 1N5400–1N5408 Datasheet
  6. Robert Diffenderfer Electronic devices: systems and applications. — Thomson Delmar Learning, 2005. — P. 54. — ISBN 978-1-4018-3514-9
  7. «1N5401 Certificate of Compliance», 8 Apr 2011, <http://www.fairchildsemi.com/coc/1N/1N5401.pdf> 
  8. «1N5408 Certificate of Compliance», 8 Apr 2011, <http://www. fairchildsemi.com/coc/1N/1N5408.pdf> 
  9. «1N4001 Certificate of Compliance», 8 Apr 2011, <http://www.fairchildsemi.com/coc/1N/1N4001.pdf> 
  10. «1N4007 Certificate of Compliance», 8 Apr 2011, <http://www.fairchildsemi.com/coc/1N/1N4007.pdf> 

Ссылки

Какая разница между 1N4001 и 1N4007, кроме максимального обратного напряжения?

Из-за изменений в технологии изготовленные полупроводниковые приборы могут иметь разные характеристики. Многие производители применяют стратегию « биннинг » для готовых деталей: они испытывают детали и делят их между несколькими «корзинами» на основе устройств. ‘ спектакль. Как только они это сделают, они смогут продавать устройства с лучшими характеристиками за большие деньги.

Я полностью уверен, что стратегия биннинга используется для 1N400x, но я не могу сказать, сколько пулов было произведено изначально. Я предполагаю, что 2 пула, из которых 7 бинов были получены. Это предположение основано на том факте, что данные для типичной емкости соединения в таблице данных имеют две области. Даже если я прав в отношении этого производителя, количество пулов может зависеть от производителя.

Разница между этими диодами заключается, главным образом, в их напряжении обратного пробоя. Есть много других параметров, которые отличаются; часть различий упоминается в техническом описании (как и вышеупомянутая емкость перехода), другие нет. В целом отношение x20 в напряжениях обратного пробоя (между 1N4001 и 1N4007) отражает существенные различия в свойствах соединений. Эти свойства должны влиять практически на любые электрические параметры диода.

Производители склонны представлять эти диоды как имеющие точно такие же свойства, потому что очень мелкие различия не важны для основных областей применения этих диодов. Есть приложения , которые требуют большей точности.

Люди говорят, что есть также приложения, которые используют преимущества обратного пробоя диодов. В этих приложениях вы можете захотеть выбрать подходящее напряжение пробоя. Я не знаю специфику, хотя. Р>

Я предполагаю, что несколько лет назад, когда эти диоды были только что введены, а полупроводниковые процессы не были зрелыми, различия между различными диодами были более заметными. Р>

Резюме:

Если цена одинакова и вы используете эти диоды в «стандартных» приложениях (например, низкочастотном выпрямлении), вы можете использовать любой из них, если он удовлетворяет вашим требованиям для напряжения обратного пробоя. Если вы планируете использовать их для чего-то более чувствительного, вы можете протестировать их все, чтобы увидеть, какой из них лучше.

    

(упаковка из 100 штук) Chanzon 1N4001 Выпрямительный диод 1 А, 50 В DO-41 (DO-204AL) Осевой 4001 IN4001 1 А, 50 В, электронные кремниевые диоды дверного звонка: Amazon.com: Industrial & Scientific


Цена: 5 долларов. 83 ($ 0.58 / 10 шт.)
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Номер детали: 1N4001 / Прямой ток: 1 А / Максимальное повторяющееся пиковое обратное напряжение: 50 В
  • Бессвинцовый / Соответствующий RoHS компонент электроники / Литой пластиковый корпус / Осевые выводы с покрытием / Сквозное отверстие
  • Низкая обратная утечка / Возможность высокого прямого импульсного тока / Высокотемпературная пайка
  • См. Рисунок 2-7 для ознакомления с техническими данными.
  • Упакуйте в сумку ESD с этикеткой основных характеристик для долговременной защиты и идентификации.
]]>
Характеристики данного продукта
Фирменное наименование ШАНЗОН
Идентификатор отраслевого стандарта Соответствует RoHS и не содержит свинца
Форма изделия Do-41
Материал Другой
Номер модели 1N4001 x 100 шт.
Кол-во позиций 100
Номер детали 1N4001-DO-41-100
Размер 100 шт.
Особенности Сумка ESD с этикеткой основных характеристик для долговременной защиты и идентификации.
Соответствие спецификации Рисунок 2-7 для таблицы технических характеристик
Код UNSPSC 32111500

[PDF] 1.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕХОДНОГО ДИОДА P-N

1 1 1.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ P-N-ПЕРЕХОДНОГО ДИОДА Цель: 1. Построить вольт-амперные характеристики кремниевого P-N-переходного диода.

1 1.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ P-N-ПЕРЕХОДНОГО ДИОДА Цель: 1. Построить вольт-амперные характеристики кремниевого P-N-переходного диода. 2. Найти напряжение включения кремниевого диода на P-N переходе. 3. Найти статические и динамические сопротивления как в прямом, так и в обратном смещении для диода с прямым и отрицательным переходом. Требуемое оборудование: S. No

Аппарат

01

PN Junction Diode

02

Сопротивление

03

Регулируемый источник питания

04

Амперметр

05

Плата вольтметра

000 соединительные провода

Тип

Диапазон

IN4001

Количество 1

1 кОм

1

(0 — 30 В)

1

мкКл

(0-30) мА, (0-500) µA

1

мКл

(0 — 1) В, (0 — 30) В

1

Введение: донорные примеси (пятивалентные) вводятся в односторонние, а акцепторные примеси — в другую сторону монокристалла. собственного полупроводника, чтобы сформировать pn-диод с переходом, называемым обедненной областью (эта область обеднена носителями заряда).В этой области возникает потенциальный барьер Vγ, называемый напряжением включения. Это напряжение на диоде, при котором он начинает проводить. Соединение P-N может проводить за пределами этого потенциала. Переход P-N поддерживает однонаправленный ток. Если клемма «+ ve» входного источника питания подключена к аноду (сторона P), а клемма «–ve» входного источника питания подключена к катоду (сторона N), то диод считается смещенным в прямом направлении. В этом состоянии высота потенциального барьера на переходе снижается на величину, равную заданному напряжению прямого смещения.Как дырки со стороны p, так и электроны со стороны n пересекают переход одновременно и составляют прямой ток (инжектированный неосновной ток — из-за того, что дырки пересекают переход и входят в N-сторону диода, из-за того, что электроны пересекают переход и попадают в него). Сторона P диода). Предполагая, что ток, протекающий через диод, очень велик, диод можно представить как короткозамкнутый переключатель. Если клемма –ve входного источника питания

2 подключена к аноду (сторона p), а клемма + ve источника питания подключена к катоду (сторона n), то диод считается смещенным в обратном направлении.В этом состоянии величина, равная обратному напряжению смещения, увеличивает высоту потенциального барьера на переходе. И дырки на p-стороне, и электроны на n-стороне стремятся удаляться от перехода, тем самым увеличивая обедненную область. Однако процесс не может продолжаться бесконечно, поэтому в диоде продолжает течь небольшой ток, называемый током обратного насыщения. Этот небольшой ток возникает из-за термически генерируемых носителей. Предполагая, что ток, протекающий через диод, пренебрежимо мал, диод можно представить как переключатель с разомкнутой цепью.Вольт-амперные характеристики диода объясняются следующим уравнением: I = Io (Exp (V / ηVT) -1) I = ток, протекающий в диоде Io = ток обратного насыщения V = напряжение, приложенное к диоду VT = вольт-эквивалент температуры = kT / q = T / 11,600 = 26 мВ (при комнатной температуре). η = 1 (для Ge) и 2 (для Si). Замечено, что Ge-диод имеет меньшее напряжение включения по сравнению с Si-диодом. Обратный ток насыщения в Ge-диоде больше по величине, чем в кремниевом диоде. Предварительные вопросы: 1. Зачем нужен допинг? 2.Как образуется обедненная область в PN-переходе? 3. Что такое ток утечки? 4. Что такое пробивное напряжение? 5. Что такое идеальный диод? Чем он отличается от настоящего диода? 6. Какое влияние оказывает температура на обратные характеристики диода? 7. Что такое напряжение включения или колена? Укажите его значение в случае Ge или Si? 8. В чем разница между Ge и Si диодом. 9. Какая емкость образуется при прямом смещении? 10. Какова связь между шириной истощения и концентрацией примесей?

3 Принципиальная схема: прямое смещение

Обратное смещение

Меры предосторожности: 1.Во время эксперимента не превышайте номинальные значения диода. Это может привести к повреждению диода. 2. Подключите вольтметр и амперметр, соблюдая полярность, как показано на принципиальной схеме. 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой. Эксперимент: состояние прямого смещения: 1. Подключите диод PN-перехода в прямом смещении, т. Е. Узел подключен к плюсу источника питания, а катод — к минусу источника питания.

4 2. Используйте регулируемый источник питания с диапазоном (0–30) В и последовательным сопротивлением 1 кОм. 3. Для различных значений прямого напряжения (Vf) запишите соответствующие значения прямого тока (If). Состояние обратного смещения: 1. Подключите диод PN-перехода в режиме обратного смещения, т.е. анод подключен к минусу источника питания, а катод подключен к плюсу источника питания. 2. Для различных значений обратного напряжения (Vr) запишите соответствующие значения обратного тока (Ir). Столбец в таблице: Прямое смещение: S.№

Vf (вольт)

If (mA)

Обратное смещение: S. №

Vr (вольт)

Ir (мкА)

График (инструкции) 1. Возьмите лист с диаграммой и разделите его на 4 равные части. Отметьте исходную точку в центре листа с диаграммой. 2. Теперь отметьте + ve ось x как Vf -ve ось x как Vr + ve y-ось как если -ve ось y как Ir.

5 3. Отметьте в таблице показания для состояния прямого смещения диода в первом квадранте и состояния обратного смещения диода в третьем квадранте. График:

Расчеты по графику: Статическое прямое сопротивление Rdc = Vf / If Ω Динамическое прямое сопротивление rac = ∆Vf / ∆If Ω Статическое обратное сопротивление Rdc = Vr / Ir Ω Динамическое обратное сопротивление rac = ∆Vr / ∆Ir Ω Результат: Таким образом проверяются VI характеристики диода с PN переходом.1. Подача напряжения = ……… В 2. Статическое прямое сопротивление = ………. Ом 3. Динамическое прямое сопротивление = ………. Ω Post lab Вопросы: 1. Комментарий к работе диода в условиях нулевого смещения 2. Как диод с PN-переходом действует как переключатель? 3. Что такое пиковое обратное напряжение? 4. Зачем нужно подключать сопротивление Rs последовательно с диодом PN? 5. Каковы применения диодов с PN переходом? Заключение Сведения

Макс. Marks

Prelab

20

Lab Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

6 1.2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕНЕРОВСКОГО ДИОДА Цель: 1. Построить вольт-амперные характеристики стабилитрона. 2. Найти напряжение пробоя стабилитрона при обратном смещении. Требуемое оборудование: S. No

Аппарат

01

Стабилитрон

02

Сопротивление

03

Регулируемый источник питания

04

Амперметр

05

плата вольтметра

соединительные провода

Тип

Диапазон

Количество

IZ 6.2

1 1 кОм

1

(0 — 30 В)

1

мкА

(0-30) мА, (0-500) мкА

1

мкА

(0 — 1) В, (0–30) В

1

Введение: Идеальный диод с PN переходом не проводит в условиях обратного смещения. Стабилитрон отлично проводит даже при обратном смещении. Эти диоды работают при точном значении напряжения, которое называется напряжением пробоя. Стабилитрон при прямом смещении ведет себя как обычный диод с фазовым переходом.Стабилитрон при обратном смещении может либо лавинообразно выйти из строя, либо стабилитрон. Лавина выходит из строя: -Если и p-сторона, и n-сторона диода слегка легированы, область обеднения на переходе расширяется. Приложение очень сильного электрического поля к переходу может нарушить ковалентную связь между электронами. Такой разрыв приводит к генерации большого количества носителей заряда, что приводит к лавинообразному размножению. Пробой стабилитрона: -Если и p-сторона, и n-сторона диода сильно легированы, область обеднения на переходе уменьшается.Приложение даже небольшого напряжения на переход разрывает ковалентную связь и генерирует большое количество носителей заряда. Такое резкое увеличение количества носителей заряда приводит к механизму Зенера.

7 Предлабораторные вопросы: 1. Объясните концепцию пробоя стабилитрона? 2. Насколько истончается обедненная область за счет увеличения уровня легирования в стабилитроне? 3. Назовите причину, по которой у обычного диода происходит лавинный пробой, а не пробой стабилитрона? 4. Назовите причины, по которым стабилитрон выступает в качестве опорного элемента в схемах регулятора напряжения. Принципиальная схема: Прямое смещение

Обратное смещение

8 Меры предосторожности: 1. Во время эксперимента не превышайте номинальные значения диода. Это может привести к повреждению диода. 2. Подключите вольтметр и амперметр, соблюдая полярность, как показано на принципиальной схеме. 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой. Эксперимент: условие прямого смещения: 1. Подключите стабилитрон в прямом смещении, т.е. анод подключен к плюсу источника питания, а катод подключен к минусу источника питания, как в схеме 2.Используйте регулируемый источник питания с диапазоном (0–30) В и последовательным сопротивлением 1 кОм. 3. Для различных значений прямого напряжения (Vf) запишите соответствующие значения прямого тока (If). Состояние обратного смещения: 1. Подключите стабилитрон в режиме обратного смещения, т.е. анод подключен к минусу источника питания, а катод подключен к плюсу источника питания, как в схеме. 2. Для различных значений обратного напряжения (Vr) запишите соответствующие значения обратного тока (Ir). Столбец в таблице: Прямое смещение: S.№

Vf (вольт)

If (мА)

Обратное смещение: S. №

Vr (вольт)

Ir (мА)

9 График модели

Расчеты по графику: напряжение включения = — ——— (v) Напряжение пробоя = ———— (v) Результат: построены характеристики стабилитрона. 1. Падение напряжения = ……… V 2 Напряжение пробоя = ———— (v) Вопросы после лабораторной работы: 1. Можно ли использовать стабилитрон для выпрямления? 2. Что происходит при последовательном включении стабилитронов? 3.Какой тип смещения необходимо использовать, когда стабилитрон используется в качестве стабилизатора? 4. Максимальное значение тока стабилитрона 1 Вт — 10 В должно быть ограничено? 5. Как вы будете различать диоды, будь то стабилитроны или лавинные, если вам даны два диода с номиналом 6,2 В и 24 В? 6. Когда ток через стабилитрон увеличивается в 2 раза, во сколько раз увеличивается напряжение стабилитрона. Заключение Сведения

Макс. Марки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

10

2.КОНФИГУРАЦИИ ОБЩЕГО ЭМИТТЕРА Цель: изучить входные и выходные характеристики биполярного переходного транзистора в конфигурации с общим эмиттером. Требуемое оборудование:

S. №

Аппарат

01

Транзистор

02

Сопротивление

03

Регулируемый источник питания

04

Амперметр

05

Вольт

Плата

и соединительные провода

Тип

Диапазон

Количество

BC147

1 1 кОм

2

(0 — 30 В)

2

мкКл

(1-10) мА, (0-500) мкА

1

мкК

(0 — 1) В, (0 — 30) В

1

Введение: Биполярный переходной транзистор (BJT) представляет собой трехконтактный полупроводниковый прибор (эмиттер, база, коллектор). Есть два типа транзисторов: NPN и PNP. Он состоит из двух P-N переходов, а именно эмиттерного перехода и коллекторного перехода. В конфигурации с общим эмиттером вход применяется между базой и эмиттером, а выход — от коллектора и эмиттера. Здесь эмиттер является общим как для ввода, так и для вывода, отсюда и название конфигурации общего эмиттера. Входные характеристики получаются между входным током и входным напряжением, принимая выходное напряжение в качестве параметра. Он нанесен между VBE и IB при постоянном VCE в конфигурации CE.Выходные характеристики получаются между выходным напряжением и выходным током, принимая входной ток в качестве параметра. Он нанесен между VCE и IC при постоянном IB в конфигурации CE.

11 Назначение контактов:

Предварительные вопросы 1. Что означает стрелка в символе транзистора? 2. Определить коэффициент усиления тока? 3. Какова функция транзистора? 4. Укажите уровни легирования и ширину слоев BJT. 5. Могут ли два дискретных диода, соединенных спина к спине, работать как транзистор? Оставляйте комментарии. 6. Для амплификации предпочтительна конфигурация CE. Почему? 7. Чтобы использовать транзистор в качестве усилителя, эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный переход — в обратном направлении. Почему? 8. Почему с повышением температуры ток коллектора утечки увеличивается? 9. Можно ли использовать эмиттерный переход база транзистора в качестве стабилитрона? Схема:

12 Меры предосторожности: 1. Во время эксперимента не превышайте номинальные параметры транзистора. Это может привести к повреждению транзистора. 2. Подключите вольтметр и амперметр, соблюдая полярность, как показано на принципиальной схеме.3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи

в соответствии с принципиальной схемой. 4. Убедитесь в этом при выборе выводов эмиттера, базы и коллектора транзистора. Эксперимент: Входные характеристики 1. Подключите транзистор в конфигурации CE согласно принципиальной схеме 2. Поддерживайте выходное напряжение VCE = 0 В, изменяя VCC. 3. Постепенно изменяя VBB, запишите как базовый ток IB, так и напряжение база-эмиттер (VBE). 4.

Повторите описанную выше процедуру (шаг 3) для различных значений выходных характеристик VCE

1.Выполните подключения согласно принципиальной схеме. 2. Изменяя VBB, поддерживайте базовый ток I B = 20 мкА. 3. Постепенно изменяя VCC, запишите показания коллекторного тока (IC) и напряжения коллектор-эмиттер (VCE). 4.

Повторите описанную выше процедуру (шаг 3) для различных значений IE

Табличный столбец: Входные характеристики: VBE (вольт)

VCE = 0 В IB (мА)

VCE = 4 В VBE (вольт) IB (мА )

the

13

Выходные характеристики: IB = 30 мкА VCE (вольт) Ic (мА)

IB = 60 мкА VCE (вольт) Ic (мА)

График:

Входные характеристики

Выходные характеристики

1.Постройте входные характеристики, взяв VBE по оси Y и IB по оси X при постоянном VCE. 2. Постройте выходные характеристики, взяв VCE по оси x и IC по оси Y, взяв IB в качестве постоянного параметра. Расчеты по графику: 1. Входное сопротивление: Чтобы получить входное сопротивление, найдите ∆VBE и ∆IB при постоянном VCE на одной из входных характеристик. Тогда Ri = ∆VBE / ∆IB (постоянная VCE)

14 2. Выходное сопротивление: Чтобы получить выходное сопротивление, найдите ∆IC и ∆VCE при постоянном IB. Ro = ∆VCE / ∆IC (постоянная IB)

Расчеты по графику: a) Входное сопротивление (hic) = = ∆VBE / ∆IB, постоянная VCE.b) Коэффициент усиления прямого тока (hfc) = = ∆Ic / ∆IB, постоянная VCE c) Выходная проводимость (hoe) = = ∆Ic / ∆ VEC, постоянная IB d) Коэффициент усиления обратного напряжения (hrc) = ∆VBE / ∆ VEC, Вывод постоянной IB: 1. Среднее входное и выходное сопротивление. 2. Меньшее значение VCE становится более ранним включением напряжения. 3. Увеличение значения IB вызывает насыщение транзистора при более раннем напряжении. Результат: Таким образом построены входные и выходные характеристики конфигурации CE. 1. Входное сопротивление (Ri) = …………… Ом 2. Выходное сопротивление (Ro) = …………… Ом

Вопросы после лабораторной работы 1. Транзисторы NPN более предпочтительны для целей усиления, чем транзисторы PNP. Почему? 2. Объясните переключающее действие транзистора? 3. В какой области выходных характеристик транзистор может выступать в роли усилителя? 4. Что происходит, когда мы меняем состояние смещения транзисторов. 5. Почему выход сдвинут по фазе на 180 ◦ только в конфигурации CE.

15

Заключение Сведения

Макс. Марки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

16

3.КОНФИГУРАЦИЯ ОБЩЕГО КОЛЛЕКТОРА Цель: изучить входные и выходные характеристики транзистора в конфигурации общего коллектора и определить его h-параметры. Требуемое оборудование:

S. No

Аппарат

01

Транзистор

02

Сопротивление

03

Регулируемый источник питания

04

Амперметр

05

Вольт

Плата

и соединительные провода

Тип

Диапазон

Количество

BC147

1 68 кОм, 1 кОм

1

(0-30 В)

2

мC

(1-10) мА, (0 -500) мкА

1

мКл

(0 — 1) В, (0 — 30) В

1

Введение: Биполярный переходной транзистор (BJT) представляет собой трехконтактный полупроводник (эмиттер, база, коллектор) устройство. Есть два типа транзисторов: NPN и PNP. Он состоит из двух P-N переходов, а именно эмиттерного перехода и коллекторного перехода. В конфигурации с общим коллектором вход применяется между выводами базы и коллектора, а выход — от коллектора и эмиттера. Здесь коллектор является общим как для входа, так и для выхода, отсюда и название общей конфигурации

,

, коллектор,

,

. Входные характеристики получаются между входным током и входным напряжением, принимая выходное напряжение в качестве параметра.Он отображается между VBC и IB при постоянном VCE в конфигурации CC.

17 Выходные характеристики получаются между выходным напряжением и выходным током, принимая входной ток в качестве параметра. Он отображается между VCE и IE при постоянном IB в конфигурации CC. Назначение контактов:

Предварительные вопросы 1. Почему конфигурация CC называется эмиттерным повторителем? 2. Можем ли мы использовать конфигурацию CC в качестве усилителя? 3. Зачем нужен анализ транзисторных схем по разным параметрам? 4. В чем значение гибридной модели транзистора? 5. Есть ли фазовый сдвиг между входом и выходом в конфигурации CC. Принципиальная схема:

Меры предосторожности: 1. Во время эксперимента не превышайте номинальные параметры транзистора. Это может привести к повреждению транзистора. 2. Подключите вольтметр и амперметр, соблюдая полярность, как показано на принципиальной схеме.

18 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой.4. Убедитесь в этом при выборе выводов эмиттера, базы и коллектора транзистора. Эксперимент: Входные характеристики: 1. Подключите транзистор в конфигурации CC согласно принципиальной схеме 2. Поддерживайте выходное напряжение VCE = 0 В, изменяя VEE. 3. Постепенно изменяя VBB, запишите как базовый ток IB, так и напряжение база-коллектор (VBC). 4. Повторите описанную выше процедуру (шаг 3) для различных значений выходных характеристик VCE 1. Выполните подключения в соответствии с принципиальной схемой. 2. Изменяя VBB, поддерживайте базовый ток I B = 20 мкА.3. Постепенно изменяя VCC, запишите значения тока эмиттера (IE) и напряжения коллектора-эмиттера (VCE). 4. Повторите описанную выше процедуру (шаг 3) для различных значений IE График:

19 Расчеты по графику: e) Входное сопротивление (hic) = = ∆VBC / ∆IB f) Коэффициент усиления прямого тока (hfc) = = ∆IE / ∆IB g) Выходная проводимость (hoc) = = ∆IE / ∆ VEC h) Коэффициент усиления обратного напряжения (hrc) = ∆VBC / ∆ VEC Результат: Таким образом, построены входные и выходные характеристики конфигурации CC и определены параметры h. a) Входное сопротивление (hic) = b) Коэффициент усиления прямого тока (hfc) = c) Выходная проводимость (hoc) = d) Коэффициент усиления обратного напряжения (hrc) = Вопросы после лабораторных работ: 1.Каковы применения конфигурации CC? 2. Сравните усиление по напряжению и входное и выходное сопротивление конфигураций CE и CC. 3. BJT — это устройство, управляемое током. Оправдывать. Заключение Сведения

Макс. Оценки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

20 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ FET) Цель исследования Характеристики полевого транзистора.б) Изучить передаточные характеристики полевого транзистора. Требуемое оборудование: S. No

Аппарат

01

JFET

02

Сопротивление

03

Регулируемый источник питания

04

Амперметр

05

Плата

для подключения вольтметра

000 провода

Тип

Диапазон

BFW11

Quantiy 1

1 кОм

1

(0 — 30 В)

1

mC

(0-30) мА

900) MA

9000

мК

(0 — 1) В, (0 — 30) В

1

Введение:

Полевой транзистор (FET) изготовлен из стержня материала типа N, называемого ПОДСТАВКА, с типом P. переход (ворота) в нее растворялся. При положительном напряжении на стоке по отношению к истоку электронный ток течет от истока к стоку через КАНАЛ. Если затвор сделан отрицательным по отношению к источнику, создается электростатическое поле, которое сжимает канал и уменьшает ток. Если напряжение на затворе достаточно высокое, канал будет «перещипнут», и ток будет равен нулю. Полевой транзистор

21 управляется напряжением, в отличие от транзистора, который управляется током. Это устройство иногда называют Junction FET, IGFET или JFET.Если полевой транзистор случайно смещен в прямом направлении, будет течь ток затвора, и полевой транзистор будет разрушен. Чтобы избежать этого, между затвором и каналом помещается очень тонкий изолирующий слой оксида кремния. Устройство тогда известно как полевой транзистор с изолированным затвором, или IGFET, или полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSTFET). VGS) в качестве параметра. Передаточные характеристики получены между напряжением от затвора к истоку (VGS) и током стока (ID), принимая напряжение от стока к истоку (VDS) в качестве параметра Предварительные вопросы: 1. Почему полевой транзистор называют униполярным транзистором? 2. В чем преимущества полевого транзистора перед биполярным транзистором? 3. Укажите, почему полевой транзистор является устройством, управляемым напряжением? 4. Почему в полевом транзисторе не происходит теплового разгона? 5. В чем разница между MOSFET и FET? Принципиальная схема:

22

Назначение контактов полевого транзистора:

Меры предосторожности: 1. Во время эксперимента не превышайте номинальные значения полевого транзистора. Это может привести к повреждению полевого транзистора. 2. Подключите вольтметр и амперметр, соблюдая полярность, как показано на принципиальной схеме.3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой. 4. Убедитесь, что при выборе клемм Source, Drain и Gate полевого транзистора.

Эксперимент: ДРЕНАЖНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Определите характеристики стока полевого транзистора, удерживая VGS = 0v. Постройте его характеристики относительно VDS и ID. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕДАЧИ: Определите передаточные характеристики полевого транзистора для постоянного значения VDS. Постройте его характеристики относительно VGS по сравнению с графиком ID (инструкции): 1.Постройте характеристики стока, взяв VDS по оси X и ID по оси Y при постоянном VGS. 2. Постройте переходные характеристики, взяв VGS по оси X и ID по оси Y при постоянном VDS.

23

Расчеты по графику: Сопротивление стока (rd): Оно определяется отношением небольшого изменения напряжения стока к источнику (∆VDS) к соответствующему изменению тока стока (∆ID) для постоянного затвора и источника. напряжение (VGS), когда JFET работает в области отсечки или насыщения. Trans-Conductance (gm): Отношение небольшого изменения тока стока (∆ID) к соответствующему изменению напряжения затвора и истока (∆VGS) для постоянного VDS.gm = ∆ID / ∆VGS при постоянном VDS. (из передаточных характеристик) Значение gm выражается в миллиметрах или сименсах. Коэффициент усиления (µ): он определяется отношением небольшого изменения напряжения стока к истоку (∆VDS) к соответствующему изменению напряжения затвора и истока (∆VGS) для постоянного тока стока. µ = ∆VDS / ∆VGS. µ = (∆VDS / ∆ID) X (∆ID / ∆VGS) µ = rd X gm. Вывод: 1. Когда напряжение затвор-исток (VGS) увеличивается выше нуля, напряжение отсечки увеличивается при меньшем значении тока стока по сравнению с тем, когда VGS = 0 В 2.Значение напряжения стока в исток (VDS) уменьшается по сравнению с VGS = 0V

24 Результат: 1. Сопротивление стока (rd) = …………. 2. Крутизна (gm) = …………. 3. Коэффициент усиления (µ) = …………… Вопросы после лабораторных исследований: 1. Что такое транс-проводимость? 2. Почему коэффициент усиления по току является важным параметром в BJT, а как проводимость важен параметр

в полевом транзисторе?

3. Что такое напряжение отсечки 4. Как можно избежать лавинного пробоя в полевом транзисторе 5. Почему полевой транзистор производит меньше электрических шумов, чем биполярный транзистор.Заключение Сведения

Макс. Оценки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

25 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФОТОДИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. Задача: 1. Построить график зависимости расстояния от характеристик фототока LDR, фотодиода и фототранзистора. . Требуемое оборудование: S. No

Аппарат

Тип

Диапазон

Количество

01

Фотодиод

1

02

Фототранзистор

03

м

(0-30) мА; (030) microA

1

05

Вольтметр

мкК

(0-10) В

1

06

Плата для выпечки и соединительные провода

1

07

LDR

1

1 кОм

1 1

Введение: LDR Фоторезистор, светозависимый резистор или ячейка из сульфида кадмия (CdS) — это сопротивление шланга резистора, которое уменьшается с увеличением интенсивности падающего света.Его также можно назвать фотопроводником. Фоторезистор изготовлен из полупроводника с высоким сопротивлением. Если свет, падающий на устройство, имеет достаточно высокую частоту, фотоны, поглощаемые полупроводником, дают связанным лектронам достаточно энергии для прыжка в зону проводимости. Образующийся свободный электрон (и его дырочный партнер) проводят электричество, тем самым снижая сопротивление. Фотодиод Кремниевый фотодиод — это твердотельный детектор света, который состоит из неглубокого рассеянного P-N перехода с подключениями к внешнему миру.Когда верхняя поверхность освещена, фотоны света проникают в кремний на глубину, определяемую энергией фотонов

26, и поглощаются кремнием, генерирующим электронно-дырочные пары. Электронно-дырочные пары могут свободно диффундировать (или блуждать) в объеме фотодиода, пока они не рекомбинируют. Среднее время до рекомбинации — это «время жизни неосновных носителей заряда». На переходе P-N находится область сильного электрического поля, называемая областью истощения. Он формируется потенциалом напряжения, который существует на переходе P-N.Те генерируемые светом носители, которые входят в контакт с этим полем, проходят через соединение. Если внешнее соединение выполнено с обеих сторон перехода, фотоиндуцированный ток будет течь, пока свет падает на фотодиод. Помимо фототока на диоде возникает напряжение. Фактически, фотодиод работает точно так же, как солнечный элемент, генерируя ток и напряжение при воздействии света. Фототранзистор: Фототранзистор немного похож на фотодиод в том, что он обнаруживает световые волны, однако фототранзисторы, такие как транзистор, спроектированы так, чтобы быть быстрыми переключателями и используются для связи световых волн и как световые или инфракрасные. датчики.Наиболее распространенной формой фототранзистора является NPN-коллектор-эмиттерный транзистор без вывода базы.

Свет или фотоны, попадающие в базу (которая находится внутри фото-

транзистора) заменяют ток база-эмиттер нормальных транзисторов.

Prelab Вопросы: 1. Каков принцип работы LDR? 2. Каков принцип работы фотодиодов? 3. Каков принцип работы фототранзисторов? 4. В чем разница между фотодиодом и фототранзистором ?.5. Подавать заявки ЛДР? 6. Дайте приложения фотодиодов? 7. Дайте приложения фототранзисторов?

27 Принципиальная схема: LDR:

Фотодиод:

28 Фототранзистор:

Меры предосторожности: 1. Во время эксперимента не превышайте номинальные параметры диода. Это может привести к повреждению диода. 2. Подключите вольтметр и амперметр, соблюдая полярность, как показано на принципиальной схеме. 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой.

Эксперимент: Процедура: LDR: Подключите схему, как показано на рисунке. Держите источник света на расстоянии и включите его, чтобы он падал на LDR. Запишите ток и напряжение в амперметре и вольтметре. Измените расстояние до источника света и обратите внимание на график V и I. Эскиз между R, рассчитанным на основе наблюдаемых V и I, и расстояния до источника света.

29 Фотодиод: Подключите схему, как показано на рисунке. Сохраняйте известное расстояние между лампой и фотодиодом, например, 5 см. Установите напряжение лампы, измените напряжение диода с шагом 1 вольт и запишите ток диода Ir.Повторите описанную выше процедуру для VL = 4 В, 6 В и т. Д. Постройте график: Vd Vs Ir для постоянного VL Фототранзистор: Подключите схему, как показано на рисунке. Повторите процедуру, как для фотодиода. График (инструкция) 1. Возьмите график. Отметьте начало координат в левом нижнем углу графического листа. 2. Теперь отметьте фототок по оси Y и расстояние в см по оси X 3. Отметьте значения в таблице.

График:

30

Расчеты по графику: Сопротивление R = V / I Ом

31

Результат: 1.Характеристики LDR, фотодиода, фототранзистора должны быть сведены в таблицу 2. Должен быть нарисован график Вопросы после лабораторной работы: 1. Что происходит при увеличении расстояния в случае LDR, фотодиода и фототранзистора? 2. Определить темновой ток в фотодиоде? 3. Можно ли использовать фотодиод в режиме прямого смещения? Обоснуйте ответ? 4. Почему мы заставляем свет падать на коллекторный переход базы в случае фототранзистора?

Заключение Сведения

Макс. Марки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

32

6.1 ПОЛОВИНА ВЫПРЯМИТЕЛЯ ЦЕЛЬ: 1. Построить график выходного сигнала полуволнового выпрямителя. 2. Найти коэффициент пульсации для полуволнового выпрямителя по формулам. 3. Чтобы найти КПД, Vp (rect), Vdc для полуволнового выпрямителя. ТРЕБУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: S. №

Аппарат

Тип

Диапазон

Количество

01

Трансформатор

6-0-6 В

1

02

Сопротивление

470004 03

Конденсатор

470 мкФ

1

04

Диод

05

Хлебная плата и соединительные провода

IN4001

1

с ненулевым средним компонентом называется выпрямителем.Практичный однополупериодный выпрямитель с резистивной нагрузкой показан на схеме. Во время положительного полупериода инициализации диод проводит, и все входное напряжение падает на RL. Во время отрицательного полупериода диод имеет обратное смещение и находится в состоянии FF, поэтому выходное напряжение равно нулю. Фильтр — это просто конденсатор, подключенный от выхода выпрямителя к земле. Конденсатор быстро заряжается в начале цикла и медленно разряжается через RL после положительного пика входного напряжения.Изменение напряжения конденсатора из-за зарядки и разрядки называется пульсационным напряжением. Обычно пульсация нежелательна, поэтому чем меньше пульсация, тем лучше фильтрующее действие. Коэффициент пульсаций является показателем эффективности фильтра и определяется как R = Vr (pp) / V DC, где Vr (pp) = пульсирующее напряжение, Vdc = пиковое выпрямленное напряжение.

33 Коэффициент пульсации можно снизить, увеличив емкость конденсатора фильтра или увеличив емкость нагрузки. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (без учета Rf и Rs) Пусть Vac = Vm sinωt — входной сигнал переменного тока, ток Iac протекает только в течение одного полупериода i.e от ωt = 0 до ωt = π, где он равен нулю для продолжительности π ≤ ωt ≤ 2π Следовательно, Iac = = Im sinωt 0 ≤ ωt ≤ π = 0 π ≤ ωt ≤ 2π, где Im = максимальное значение тока Vm = максимальное значение напряжения СРЕДНЕЕ ИЛИ ПОСТОЯННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТОКА Vdc = Vm / π СРЕДНЕКОМНАТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТОКА Vrms = Vm / 2 РЕКТИФИКАЦИОННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ: Отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности переменного тока определяется как КПД Выходная мощность = I2dcR Входная мощность = I2rms (R + Rf) Где Rf — прямое сопротивление диода η = Pdc / Pac = I2dcR / I2rms (R + Rf) ПРОЦЕНТ РЕГУЛИРОВАНИЯ: Это мера изменения выходного напряжения переменного тока в зависимости от выхода постоянного тока. Напряжение в процентах от регулирования

VNL = напряжение на сопротивлении нагрузки, когда через него протекает минимальный ток.VFL = напряжение на сопротивлении нагрузки, когда протекает максимальный ток. Для идеального однополупериодного выпрямителя процентное регулирование составляет 0 процентов. Для практической полуволны

34

Пиковое обратное напряжение PIV: Это максимальное напряжение, которое должно выдерживать диод при обратном смещении PIV = Vm ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Почему выпрямители используются с фильтр на их выходе? 2. Какая регулировка напряжения выпрямителя? 3. Какова идеальная ценность регулирования? 4.К чему относится состояние без нагрузки? 5. Каковы преимущества мостового выпрямителя? 6. Каковы преимущества и недостатки конденсаторного фильтра? 7. Каковы области применения выпрямителей? 8. Каковы правила для (i) полуволновой схемы (ii) двухполупериодной схемы 9. Что такое PIV? Укажите его значение в случае (i) полуволны (ii) полной волны (iii) мостового выпрямителя. 10. Какая необходимость в исправлении?

35 ГРАФИК МОДЕЛИ:

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ: 1. Во время эксперимента не превышайте номинальные значения диода.Это может привести к повреждению диода. 2. Правильно подключите CRO с помощью датчиков, как показано на принципиальной схеме. 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой. ЭКСПЕРИМЕНТ: 1. Подключения даны по принципиальной схеме без конденсатора. 2. Подайте сетевое напряжение переменного тока на первичную обмотку трансформатора. Подайте выпрямленное выходное напряжение на CRO и измерьте период времени и амплитуду сигнала. 3. Теперь подключите конденсатор параллельно нагрузочному резистору и запишите амплитуду и временной период сигнала.4. Измерьте амплитуду и период времени вторичной обмотки трансформатора (форма входного сигнала), подключив CRO. 5. Изобразите входной и выходной сигнал без фильтра и с формой сигнала фильтра на листе графиков. 6. Рассчитайте коэффициент пульсации.

36 ГРАФИК (инструкции): 1. Возьмите лист с графиком и разделите его на 2 равные части. Отметьте исходную точку в центре листа с диаграммой. 2. Теперь отметьте ось x как время, ось y как напряжение 3. Отметьте показания в таблице для амплитуды как напряжение и время на листе графика. ФОРМУЛЫ: Пиковое напряжение пульсаций, Vr (pp) = (1 / fRLC) Vp (rect) Vp (rect) = нефильтрованное пиковое выпрямленное напряжение Vdc = (1-1 / (2fRLC)) Vp (rect) Коэффициент пульсаций = Vr (pp) / Vdc НАБЛЮДЕНИЯ: Форма входного сигнала

Форма выходного сигнала

Пульсация напряжения

Амплитуда Период времени Частота

РЕЗУЛЬТАТ: Выпрямленное выходное напряжение цепи полуволнового выпрямителя соблюдается, и рассчитанное значение коэффициента пульсаций составляет _______________ Заключение

Макс.Марки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Получено

37 6.2 ПОЛНАЯ ВОЛНА ВЫПРЯМИТЕЛЯ: 1. К ОБЪЕКТУ форма волны полноволнового выпрямителя. 2. Найти коэффициент пульсации для полноволнового выпрямителя по формулам. 3. Чтобы найти КПД, Vp (прямое), Vdc для полноволнового выпрямителя. ТРЕБУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: S. №

Аппарат

Тип

Диапазон

Количество

01

Трансформатор

6-0-6 В

1

02

Сопротивление

470004 03

Конденсатор

470мкФ

1

04

Диод

05

Хлебная плата и соединительные провода

IN4001

2

ВВЕДЕНИЕ: устройство синусоидальной формы может преобразовывать входную синусоиду. с ненулевым средним компонентом называется выпрямителем.Практичный однополупериодный выпрямитель с резистивной нагрузкой показан на принципиальной схеме. Он состоит из двух однополупериодных выпрямителей, подключенных к общей нагрузке. Один выпрямляет во время положительного полупериода входа, а другой выпрямляет отрицательный полупериод. Трансформатор питает два диода (D1 и D2) синусоидальными входными напряжениями, равными по величине, но противоположными по фазе. Во время положительного полупериода входа диод D1 горит, а диод D2 не горит. Во время отрицательного полупериода D1 выключен, а диод D2 включен.Обычно пульсация нежелательна, поэтому чем меньше пульсация, тем лучше фильтрующее действие. Коэффициент пульсаций является показателем эффективности фильтра и определяется как R = Vr (pp) / Vdc, где Vr (pp) = напряжение пульсаций, Vdc = пиковое выпрямленное напряжение.

38 Коэффициент пульсаций можно снизить, увеличив емкость конденсатора фильтра или увеличив емкость нагрузки. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (без учета Rf и Rs) Ток через нагрузку в течение обоих полупериодов имеет одинаковое направление и, следовательно, является суммой отдельных токов и является однонаправленным. Следовательно, I = Id1 + Id2. нагрузки и, следовательно, их средние значения вдвое превышают полученные в схеме полуволнового выпрямителя.СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ТОКА ИЛИ ПОСТОЯННОЕ ЗНАЧЕНИЕ Idc

СКОЛЬКО ЗНАЧЕНИЕ ТОКА

РЕКТИФИКАЦИОННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ Отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности переменного тока определяется как КПД

η = 81% (если R >> Rf., То Rf может быть пренебрегаем)

39

ПРОЦЕНТ РЕГУЛИРОВКИ Это мера изменения выходного напряжения переменного тока в зависимости от выходного напряжения постоянного тока.

V NL — V FL × 100% VFL Для идеального двухполупериодного выпрямителя. Регулирование процента составляет 0 процентов.Пиковое — обратное — напряжение (PIV) Это максимальное напряжение, которое должно поддерживаться диодом при обратном смещении PIV = 2Vm. Преимущества двухполупериодного выпрямителя 1. Уменьшается γ 2. Улучшается η Недостатки двухполупериодного выпрямителя

1. Выходное напряжение составляет половину вторичного напряжения 2. Используются диоды с высоким рейтингом PIV Производство трансформатора с центральной лентой довольно дорого, поэтому двухполупериодный выпрямитель с

40 ГРАФИК МОДЕЛИ:

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:

1. Пока при проведении эксперимента не превышайте номинальные значения диода.Это может привести к повреждению диода. 2. Правильно подключите CRO с помощью датчиков, как показано на принципиальной схеме. 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой. ЭКСПЕРИМЕНТ:

1. Подключения даны согласно принципиальной схеме без конденсатора. 2. Подайте сетевое напряжение переменного тока на первичную обмотку трансформатора. Подайте выпрямленное выходное напряжение на CRO и измерьте период времени и амплитуду сигнала. 3. Теперь подключите конденсатор параллельно нагрузочному резистору и запишите амплитуду и период времени сигнала.4. Измерьте амплитуду и период времени вторичной обмотки трансформатора (форма входного сигнала), подключив CRO. 5. Изобразите входной и выходной сигнал без фильтра и с формой сигнала фильтра на листе графиков. 6. Рассчитайте коэффициент пульсации.

41 График (инструкции)

1. Возьмите лист с графиком и разделите его на 2 равные части. Отметьте исходную точку в центре листа с диаграммой. 2. Теперь отметьте ось x как время, ось y как напряжение 3. Отметьте показания в таблице для амплитуды как напряжение и время на листе графика. Формулы:

Пиковое напряжение пульсации

, Vr (pp) = (1 / 2fRLC) Vp (rect) Vp (rect) = нефильтрованное пиковое выпрямленное напряжение Vdc = (1-1 / (4fRLC)) Vp (rect) Коэффициент пульсаций = Vr (pp) / Vdc Наблюдения: Форма входного сигнала

Форма выходного сигнала

Пульсация напряжения

Амплитуда Период времени Частота Результат: Выпрямленное выходное напряжение схемы полнополупериодного выпрямителя наблюдается, и расчетное значение коэффициента пульсаций составляет _______________ Заключение

Макс.Оценки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Получено

42 6.3 FULL WAVE BRIDGE Цель: 9000 RECT. Построение формы выходного сигнала полноволнового мостового выпрямителя. 2. Найти коэффициент пульсации для полноволнового мостового выпрямителя по формулам. 3. Чтобы найти КПД, Vp (rect), Vdc для полноволнового мостового выпрямителя. Требуемое оборудование: S.Номер

Аппарат

Тип

Диапазон

Количество

01

Трансформатор

6-0-6 В

1

02

Сопротивление

470 Ом

1

1

470 мкФ

1

04

Диод

05

Хлебная плата и соединительные провода

IN4001

4

Введение:

Устройство способно преобразовывать синусоидальную однонаправленную входную волну в нулевую форму волны средний компонент называется выпрямителем.Выпрямитель Bridege — это схема, которая преобразует переменное напряжение в постоянное, используя оба полупериода входного переменного напряжения. Выпрямитель Bridege имеет четыре диода, соединенных в виде моста. Сопротивление нагрузки подключается между двумя другими концами моста. В течение положительного полупериода входного переменного напряжения диод D1 и D3 проводит, тогда как диоды D2 и D4 остаются в выключенном состоянии. Проводящие диоды будут включены последовательно с сопротивлением нагрузки RL, и, следовательно, ток нагрузки протекает через RL.В течение отрицательного полупериода входного переменного напряжения диод D2 и D4 проводит, тогда как диоды D1 и D3 остаются в выключенном состоянии. Проводящие диоды будут включены последовательно с сопротивлением нагрузки RL, и, следовательно, ток нагрузки протекает через RL в том же направлении, что и в предыдущем полупериоде. Таким образом двунаправленная волна преобразуется в однонаправленную волну.

43 Коэффициент пульсаций является показателем эффективности фильтра и определяется как R = Vr (pp) / Vdc, где Vr (pp) = пульсирующее напряжение, Vdc = пиковое выпрямленное напряжение.Коэффициент пульсаций можно снизить, увеличив емкость конденсатора фильтра или увеличив емкость нагрузки. Предварительные вопросы:

1. Каковы преимущества мостового выпрямителя над двухполупериодным выпрямителем с центральным ответвлением? 2. Каков рейтинг PIV диода в мостовом выпрямителе? 3. Можно ли использовать стабилитрон в случае диода с pn переходом? Обосновать ответ.

ГРАФИК МОДЕЛИ:

44 Меры предосторожности:

1. Во время эксперимента не превышайте номинальные значения диода.Это может привести к повреждению диода. 2. Правильно подключите CRO с помощью датчиков, как показано на принципиальной схеме. 3. Не включайте источник питания, если вы не проверили соединения цепи в соответствии с принципиальной схемой.

Эксперимент:

1. Подключения даны согласно принципиальной схеме без конденсатора. 2. Подайте сетевое напряжение переменного тока на первичную обмотку трансформатора. Подайте выпрямленное выходное напряжение на CRO и измерьте период времени и амплитуду сигнала. 3. Теперь подключите конденсатор параллельно нагрузочному резистору и запишите амплитуду и период времени сигнала.4. Измерьте амплитуду и период времени вторичной обмотки трансформатора (форма входного сигнала), подключив CRO. 5. Изобразите входной и выходной сигнал без фильтра и с формой сигнала фильтра на листе графиков. 6. Рассчитайте коэффициент пульсации. График (инструкция)

1. Возьмите лист с графиком и разделите его на 2 равные части. Отметьте исходную точку в центре листа с диаграммой. 2. Теперь отметьте ось x как время, ось y как напряжение. 3. Отметьте показания, приведенные в таблице для амплитуды, как напряжение и время на листе графика. Формулы:

Пиковое напряжение пульсации

, Vr (pp) = (1 / 2fRLC) Vp (rect) Vp (rect) = нефильтрованное пиковое выпрямленное напряжение Vdc = (1-1 / (4fRLC)) Vp (rect) Коэффициент пульсаций = Vr (pp) / Vdc

45 Наблюдения:

Форма входного сигнала

Форма выходного сигнала

Пульсация напряжения

Амплитуда Время Период Частота Результат:

Наблюдается выпрямленное выходное напряжение схемы полнополупериодного выпрямителя и рассчитывается значение коэффициент пульсации _______________ Вопросы по почте:

1.Почему диод не должен использоваться в цепях, где он должен пропускать прямой ток, превышающий его максимальный? 2. При выборе диода наиболее важным является его PIV, почему? 3. Выпрямительные диоды никогда не работают в области пробоя, почему? 4. Насколько большой должна быть емкость конденсатора, чтобы снизить пульсацию до 0,1? 5. Что произойдет, если мы удалим конденсатор из схемы выпрямителя? 6. Если из схемы выпрямителя убрать трансформатор, что произойдет со схемой?

Заключение Сведения

Макс.Марки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

46

7. СЕРИЙНЫЙ ОБЪЕМ: Для разработки последовательного регулятора напряжения

2. Чтобы найти регулирование нагрузки 3. Чтобы найти регулирование линии НЕОБХОДИМО ОБОРУДОВАНИЕ: S. №

Аппарат

1

Силовой транзистор

2

Транзистор

3

Диапазон

2N3055

Стабилитрон

4

Резисторы

5

Мультиметр

6

Хлебная плата и провода

Тип

1Z6.2 947 Ом, 2,48 кОм, 2,2 кОм, 2,75 кОм, 49,6 Ом

ВВЕДЕНИЕ: Термин «регулирование» означает способность источника питания поддерживать постоянное выходное напряжение

, несмотря на колебания напряжения в сети и изменения тока нагрузки. из-за плохой стабилизации 1.

Изменения линейного напряжения, которые вызывают изменение выхода постоянного тока и содержание пульсаций на входе постоянного тока из-за неадекватной фильтрации.

2.

Ток нагрузки изменяется, что вызывает переменное внутреннее падение из-за внутреннего сопротивления регулятора и, как следствие, изменение выходного напряжения и

3.

Температурный коэффициент параметров устройства, приводящий к изменению выходного напряжения. Регуляторы напряжения можно классифицировать по способу достижения регулирования как линейные регуляторы

,

и импульсные регуляторы. Они также классифицируются по способу подключения к нагрузке как последовательные регуляторы и шунтирующие регуляторы. Стандартный стабилизатор содержит три основных элемента, а именно прецизионный источник опорного напряжения, усилитель ошибки и элемент управления мощностью.

47 В последовательном регуляторе переключающий элемент управления включен между нагрузкой и нерегулируемым источником питания.Серийный регулятор желателен, когда ток нагрузки изменяется от нуля до фиксированного максимума. Шунтирующий регулятор подходит, когда ток нагрузки изменяется от конечного минимального значения до конечного максимального значения. В этой схеме транзистор Q2 выполняет функции компаратора напряжения и усилителя постоянного тока. Любое увеличение выходного напряжения Vo либо из-за изменения входного напряжения, либо из-за изменения нагрузки приводит к увеличению VBE транзистора Q2. Следовательно, ток коллектора IC2 увеличивается. Вследствие этого увеличивается общий ток, проходящий через R3.Следовательно, напряжение коллектора Q2 уменьшается. Поскольку база Q1 связана с коллектором T2, базовое напряжение Q1. относительно земли уменьшается, тем самым уменьшая прямое смещение эмиттерного перехода Q2. Следовательно, напряжение коллектор-эмиттер Q1 должно увеличиваться, чтобы поддерживать тот же эмиттерный ток. Если изменение VCE Q1 можно сделать равным Vi, то выходное напряжение останется постоянным. Поскольку VCBI = VCEI. Можно предположить, что если Vi упадет на R3, то выходное напряжение останется постоянным.Линейное регулирование:

Линейное регулирование — это мера способности источника питания поддерживать выходное напряжение при изменении входного линейного напряжения. Регулировка линии выражается в процентах изменения выходного напряжения относительно изменения входного линейного напряжения. Регулировка линии =

(выходное напряжение при высоком входном напряжении линии —

выходное напряжение при низком входном напряжении линии) x100

(высокое входное напряжение линии — низкое входное напряжение линии) Регулировка нагрузки

Регулировка нагрузки является мерой способности выходного канала, чтобы оставаться постоянным при изменении нагрузки.В зависимости от режима управления, включенного на выходном канале, спецификация регулирования нагрузки может быть выражена одним из двух способов. В режиме постоянного напряжения изменения нагрузки приводят к изменениям выходного тока. Это изменение выражается в процентах от диапазона на ампер выходной нагрузки и является синонимом последовательного сопротивления. В режиме постоянного напряжения спецификация регулирования нагрузки определяет, насколько близко последовательное сопротивление выхода к 0 Ом — последовательному сопротивлению идеального источника напряжения.

48 В режиме постоянного тока изменения нагрузки приводят к изменениям тока через нагрузку. Это изменение выражается в процентах изменения диапазона тока на вольт изменения выходного напряжения и является синонимом сопротивления, подключенного параллельно клеммам выходного канала. В режиме постоянного тока спецификация регулирования нагрузки определяет, насколько близко сопротивление выходного шунта к бесконечности — параллельному сопротивлению идеального тока. Фактически, когда регулирование нагрузки задано в режиме постоянного тока, параллельное сопротивление выражается как 1 / регулирование нагрузки.Регулировка нагрузки может быть определена в процентах по формуле:

Где: •

Полная нагрузка (EfL) — это нагрузка, которая потребляет наибольший ток (наименьшее заданное сопротивление нагрузки — никогда не замыкается короткое замыкание)

Минимальная нагрузка ( EnL) — это нагрузка, которая потребляет наименьший ток (это наивысшее заданное сопротивление нагрузки — возможно, разомкнутая цепь для некоторых типов линейных источников питания, обычно ограничивается минимальными уровнями смещения проходного транзистора)

Номинальная нагрузка (EfL) является типичной указанной рабочая нагрузка

Предварительный вопрос:

1.Каковы три основных элемента стандартного регулятора напряжения? 2. Сравните серийный регулятор с шунтирующим регулятором по принципу. 3. Какое устройство используется в качестве элемента управления? Почему? 4. Каковы показатели эффективности регулирующего органа? 5. Что такое линейное регулирование 6. что такое регулирование нагрузки 7. какова эффективность последовательного регулятора напряжения

49 СЕРИЯ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ — СХЕМА ЦЕПИ

КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Последовательный транзистор 2N3055: hfe

= 20-70

Iemax

= 15 ампер

Vce

= 70 В

BC

170

Ie

= 2 мА

hfe

= 125-500

ДОПУЩЕНИЯ VI

=4 В = 250 мА = 2,5 мА = 10 мА

β1 = 28 β2 = 188 КОНСТРУКЦИЯ = VL / 2 = 12,4 / 2 = 6,2 В = VL / IL = 12,4 / 250 * 10-3 = 49,6 Ом

R1

=

0,01 * IL = 12,4 / 250 мА

=

VL — VZ / ID = 12,4 — 6,2 / 2,5 * 10-3 = 2,48 кОм

=

VL — (VBE2 + VZ)

= ( 12,4- (0,7 + 6,2)

2,2 кОм I1 VR2

=

VBE2 + VZ * (R2 / R1 + R2)

2,5 * 10-3

= 5,5 / 2,5 * 103 =

50 0,7 + 6,2

=

12.4 * (R2 / (2,2 * 10-3 + R2))

R2

=

2,75 кОм

I2

=

(V2 + VBE2) / R2 = 6,9 / 2,75 * 103 = 2,5 мА

IE1

=

(ID + I1 + IL) = (2,5 + 2,5 + 250) мА = 255 мА

IB1

=

IE1 / β1 = 255/28 = 9,107 мА

I3

=

IB1 + IC2 = 9,107 мА = 19,107 мА

R3

+

[VINMX — (VBE1 + V2)] / I3 = 25- (0,7 * 6,2) = 947 Ом 19,107 * 10-3

Процедура:

Подключите схему согласно принципиальной схеме.1. Для характеристик регулирования нагрузки сохраняйте входное напряжение постоянным, найдите VL для различных значений RL. Постройте график, взяв RL по оси и VL по оси Y. 2. Для характеристик регулирования линии оставьте RL постоянным, а для различных значений входа Vin найдите VL. Постройте график, взяв Vin по оси x и VL по оси Y. Табулирование Линия регулирования

RL = ———— (Ω) S. No

Vi (V)

Vo ( V)

1. 2. 3. 4. 5. Регулировка нагрузки

Vi = ———— (В) S.Нет 1. 2. 3. 4. 5.

RL (Ом)

Vo (В)

51 ГРАФИК МОДЕЛИ

VL

VL Vin = постоянная

НАГРУЗКА

Vin

RL LINE REGULATION

Результат:

Стабилизатор напряжения серии был спроектирован и изготовлен, а его характеристики нанесены на график. 1. Установленное выходное напряжение оказалось равным ————— В. 2. Линия регулирования оказалась ——————— 3. Регулировка нагрузки оказалась ———————-.Опубликовать лабораторный вопрос:

1. Каким будет выходное напряжение, если опорное напряжение было замкнуто накоротко 2. Каким будет выходное напряжение, если опорное напряжение было разомкнуто 3. Что произойдет, если будет разомкнут делитель потенциала 4. каков будет роль резистора R1 в этой цепи 5. какова роль резистора R2 в этой цепи Заключение Особенности

Макс. Marks

Prelab

20

Lab Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

52

8.ШУНТ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ЦЕЛЬ: 1. Разработать шунтирующий регулятор напряжения

2. Найти регулирование нагрузки 3. Найти линейное регулирование НЕОБХОДИМО ОБОРУДОВАНИЕ: S.No

Аппарат

Диапазон

1

Регулируемый источник питания

( 0-30 В)

2

Резисторы

31,66 Ом, 10 кОм

3

Стабилитрон

4

Мультиметр.

5

Макетная плата и провода

Тип

1z 5.1

ВВЕДЕНИЕ:

Функция регулятора напряжения заключается в обеспечении стабильного постоянного напряжения на электронные схемы и обеспечении значительного выходного тока. Поскольку элемент или компонент, используемый для регулирования напряжения, подключается к нагрузке, он называется шунтирующим регулятором напряжения. Существует два типа шунтирующего регулятора напряжения: 1. Шунтирующий стабилизатор напряжения на стабилитроне 2. Шунтирующий стабилизатор напряжения на транзисторе. Стабилитрон подключается параллельно нагрузке; сопротивление (R2) подключено последовательно к стабилитрону для ограничения тока в цепи.Следовательно, сопротивление называется резистором, ограничивающим последовательный ток. Выходное напряжение (Vo) снимается с сопротивления нагрузки (R1). Поскольку при регулировании напряжения используются характеристики обратного смещения сенсорного диода, входное напряжение всегда поддерживается выше, чем напряжение стабилитрона (Vz). Линейное регулирование:

Линейное регулирование — это мера способности источника питания поддерживать выходное напряжение при изменении входного линейного напряжения. Регулировка линии выражается в процентах изменения выходного напряжения относительно изменения входного линейного напряжения.

53 Регулировка нагрузки

Регулировка нагрузки — это мера способности выходного канала оставаться постоянным при изменении нагрузки. В зависимости от режима управления, включенного на выходном канале, спецификация регулирования нагрузки может быть выражена одним из двух способов: В режиме постоянного напряжения изменения нагрузки приводят к изменениям выходного тока. Это изменение выражается в процентах от диапазона на ампер выходной нагрузки и является синонимом последовательного сопротивления. В режиме постоянного напряжения спецификация регулирования нагрузки определяет, насколько близко последовательное сопротивление выхода к 0 Ом — последовательному сопротивлению идеального источника напряжения.В режиме постоянного тока изменения нагрузки приводят к изменениям тока через нагрузку. Это изменение выражается в процентах изменения диапазона тока на вольт изменения выходного напряжения и является синонимом сопротивления, подключенного параллельно клеммам выходного канала. В режиме постоянного тока спецификация регулирования нагрузки определяет, насколько близко сопротивление выходного шунта к бесконечности — параллельному сопротивлению идеального тока. Фактически, когда регулирование нагрузки задано в режиме постоянного тока, параллельное сопротивление выражается как 1 / регулирование нагрузки.Регулировка нагрузки может быть определена в процентах по формуле:

Где: •

Полная нагрузка (EfL) — это нагрузка, которая потребляет наибольший ток (наименьшее заданное сопротивление нагрузки — никогда не замыкается короткое замыкание)

Минимальная нагрузка ( EnL) — это нагрузка, которая потребляет наименьший ток (это наивысшее заданное сопротивление нагрузки — возможно, разомкнутая цепь для некоторых типов линейных источников питания, обычно ограничивается минимальными уровнями смещения проходного транзистора)

Номинальная нагрузка (EfL) является типичной указанной рабочая нагрузка

54 Предварительный вопрос:

1.Сравните серийный регулятор с шунтирующим регулятором по принципу. 2. Какое устройство используется в качестве элемента управления? Почему? 3. Каковы показатели эффективности регулирующего органа? 4. Что такое линейное регулирование 5. Что такое регулирование нагрузки 6. Каков КПД шунтирующего регулятора напряжения РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ШУНТОВ — СХЕМА

КОНСТРУКЦИЯ

Пусть lz max = 10 мА, Vz = VL = 5,1 В Ток нагрузки lL = 50 мА. Следовательно, RL = VL = / lL = 5,1 В / 50 * 10-3 A = 120 Ом RL = 102 Ом RL должно быть больше или равно 102 Ом I1 = IZ + IL = 10 мА + 50 мА I1 = 60 мА Rs = ( Vi-Vz) / I1 = (7-5.1) / (60 * 10-3 = 31,66 Ом Rs = 31,66 Ом

55 ПРОЦЕДУРА Линейное регулирование

1. Подключения выполняются в соответствии с принципиальной схемой. 2. Сопротивление нагрузки (RL) поддерживается постоянным, а входное напряжение изменяется, и отмечается соответствующее выходное напряжение (Vo). 3. График строится путем взятия входного напряжения (Vi) по оси x и выходного напряжения (Vo) по оси y. Регулировка нагрузки

1. Используется та же схема для поиска регулирования нагрузки.В этом случае входное напряжение (Vi) остается постоянным.2. Сопротивление нагрузки RL изменяется, и отмечается соответствующее выходное напряжение. 3. График построен с учетом RL по оси x и Vo по оси y. ТАБЛИЦА

Линейное регулирование RL = 10 K (Ом)

Нагрузка

регулирование

Vi = 7 (В)

S.No

Vi (V)

Vo (V)

1.

2

2,07

2.

9

6,8

3. 4. 5.

S.No

RL (Ω)

Vo (V)

1.

50

4,28

2.

700

6,51

3. 4. 5.

56 Результат:

Шунтирующий регулятор напряжения был спроектирован и сконструирован, и характеристики были нанесены на график. 1. Установленное регулируемое выходное напряжение составляет ————— В. 2. Линия регулирования оказалась ——————— 3. Установлено, что регулировка нагрузки ——————— Вопрос из лаборатории:

1. Каким будет выходное напряжение, если стабилитрон был замкнут накоротко 2.Каким будет выходное напряжение, если опорное напряжение было разомкнуто 3. Каков недостаток шунтирующего регулятора 4. Какую роль играет резистор R1 в этой схеме 5. Какую роль играет резистор R2 в этой цепи Заключение Особенности

Макс. . Оценки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

57 9. VI ХАРАКТЕРИСТИКИ 9000 СИД

Цель получить характеристики VI требуемого светодиодного оборудования: S.Нет аппарата 1. Регулируемый источник питания 2. Резисторы 3. Светодиод 4. Вольтметр 5. Амперметр 6. Плата для выпечки и соединительные провода

Диапазон (0–5 В) 330 Ом

(0–30 В) (0–100 мА)

Количество 1 1 1 1 1

Введение: Функция

Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток. Светодиод подключается в схему, как показано на рисунке. Светодиод работает только в прямом смещении. В условиях прямого смещения анод подключается к положительной клемме, а катод подключается к отрицательной клемме батареи.Он похож на обычный диод с p-n переходом, за исключением того, что основным полупроводниковым материалом является GaAs или InP, который отвечает за цвет света. Когда он смещен вперед, дырки перемещаются от p к n, а электроны текут от n к p. В стыке носители рекомбинируют друг с другом и высвобождают энергию в виде света. Таким образом, светодиод излучает свет при прямом смещении. В условиях обратного смещения рекомбинация из-за основных носителей отсутствует, поэтому нет излучения света. Подключение и пайка

Светодиоды

должны быть подключены правильно, на схеме может быть обозначено a или + для анода и k или — для катода (да, это действительно k, а не c для катода!).Катод — это короткий вывод, и на корпусе круглых светодиодов может быть небольшая плоская поверхность. Если вы видите внутри светодиода, катод — это электрод большего размера (но это не официальный метод идентификации). Светодиоды могут быть повреждены нагреванием при пайке, но риск невелик, если вы не будете очень медленными. При пайке большинства светодиодов особых мер предосторожности не требуется.

58

Тестирование светодиода

Никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания! Он будет разрушен почти мгновенно, потому что через него пройдет слишком много тока и он сгорит.Светодиоды должны иметь резистор, включенный последовательно, чтобы ограничить ток до безопасного значения, для целей быстрого тестирования резистор 1k

подходит для большинства светодиодов, если напряжение питания вашего

составляет 12 В или меньше. Не забудьте правильно подключить светодиод! Цвета светодиодов

Светодиоды доступны в красном, оранжевом, желтом, желтом, зеленом, синем и белом цветах. Синие и белые светодиоды намного дороже других цветов. Цвет светодиода определяется материалом полупроводника, а не окраской «упаковки» (пластикового корпуса).Светодиоды всех цветов доступны в неокрашенных корпусах, которые могут быть рассеянными (молочного) или прозрачными (часто называемыми «прозрачными от воды»). Цветные упаковки также доступны в диффузных (стандартный тип) или прозрачных. Помимо разнообразия цветов, размеров и форм, светодиоды также различаются по углу обзора. Это говорит вам, насколько распространяется луч света. Стандартные светодиоды имеют угол обзора 60 °, но другие имеют узкий луч 30 ° или меньше. Расчет номинала резистора светодиода

Резистор светодиода должен быть включен последовательно для ограничения тока через светодиод, в противном случае он почти мгновенно сгорит.Значение резистора R определяется как: R = (VS — VL) / I

VS = напряжение питания VL = напряжение светодиода (обычно 2 В, но 4 В для синих и белых светодиодов) I = ток светодиода (например, 20 мА), это должно быть меньше максимально допустимого.

59

Если расчетное значение недоступно, выберите ближайшее значение стандартного резистора, которое больше, чтобы ток был немного меньше, чем вы выбрали. Фактически, вы можете выбрать резистор большего номинала, чтобы уменьшить ток (например, для увеличения срока службы батареи), но это сделает светодиод менее ярким.Например, если напряжение питания VS = 9 В, и у вас есть красный светодиод (VL = 2 В), требуется ток

I = 20 мА = 0,020 А, R = (9 В — 2 В) / 0,02 А = 350, поэтому выберите 390

(ближайшее стандартное значение, которое на

больше).

Последовательное подключение светодиодов

Если вы хотите, чтобы несколько светодиодов горели одновременно, их можно подключить последовательно. Это продлевает срок службы батареи за счет освещения нескольких светодиодов таким же током, как и только один светодиод. Все последовательно соединенные светодиоды пропускают один и тот же ток, поэтому лучше всего, если они будут одного типа.Источник питания должен иметь достаточное напряжение, чтобы обеспечить около 2 В для каждого светодиода

60 (4 В для синего и белого) плюс еще минимум 2 В для резистора. Чтобы вычислить значение резистора, вы должны сложить все напряжения светодиодов и использовать их для VL.

Пример расчетов:

Красный, желтый и зеленый светодиоды, соединенные последовательно, требуют напряжения питания не менее 3 × 2 В + 2 В = 8 В, поэтому идеально подходит батарея на 9 В. VL = 2V + 2V + 2V = 6V (три напряжения светодиодов суммируются). Если напряжение питания VS составляет 9 В, а ток I должен быть 15 мА = 0.015A, резистор R = (VS — VL) / I = (9-6) / 0,015 = 3 / 0,015 = 200, поэтому выберите R = 220 (ближайшее стандартное значение, которое больше).

Избегайте параллельного подключения светодиодов. Параллельное подключение нескольких светодиодов с помощью одного общего резистора, как правило, не является хорошей идеей. Если для светодиодов требуется немного другое напряжение, загорится только светодиод с самым низким напряжением, и он может быть разрушен более сильным током, протекающим через него. Хотя идентичные светодиоды могут быть успешно подключены параллельно к одному резистору, это редко дает какие-либо полезные преимущества, потому что резисторы очень дешевы, а используемый ток такой же, как при подключении светодиодов по отдельности.Преимущества светодиода:

1. Менее сложная схема 2. Возможность изготовления с меньшими затратами и высоким выходом. Желаемые характеристики:

1. Жесткое излучение 2. Быстрое время отклика излучения 3. Высокая квантовая эффективность

61 Базовая конфигурация светодиода:

1. Поверхностный излучатель 2. Краевой излучатель Вопросы перед лабораторией:

1. Что такое источники света? 2. Что такое светодиод? 3. Чем отличается светодиод от обычного диода с PN переходом? 4. Определите длину волны. 5. Что такое легкие материалы? 6. Что происходит при последовательном и параллельном подключении светодиодов? 7.В чем преимущества светодиода перед лазерным диодом? 8. Каковы желаемые характеристики светодиода? 9. Какие конфигурации светодиодов.

Принципиальная схема:

Прямое смещение:

62 Обратное смещение:

Экспериментальная процедура:

1. Выполните подключение согласно принципиальной схеме. 2. Измените входные напряжения на RPS и запишите соответствующий ток для напряжений. 3. Повторите процедуру для условия обратного смещения и внесите в таблицу соответствующие напряжения и токи.4. Постройте график между напряжением и током для прямого и обратного смещения.

Табличный столбец:

S. № 1. 2. 3. 4. 5.

Напряжения В

Токи мА

63 График модели:

Результат:

Таким образом, были изучены VI-характеристики светодиода. Задайте вопросы лаборатории:

1. Объясните работу светодиода в условиях прямого и обратного смещения? 2. Почему при обратном смещении свет не излучается? 3. Что подразумевается под скоростью рекомбинации? 4.Дайте приложения светодиодов. Заключение Сведения

Макс. Оценки

Prelab

20

Лаборатория Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

64 10. ХАРАКТЕРИСТИКИ 9000 ЦЕЛЬ: определить физические характеристики данного термистора.

Рассчитайте сопротивление термистора и температурный коэффициент, используя данную формулу для различных температур

Требуемое оборудование:

S.№ 1. 2. 3. 4. 5.

Аппарат Термистор Термометр Мультиметр Нагреватель Соединительные провода

Количество 1 1 1

Тип

Цифровой

Введение:

Термистор — это тип резистора, сопротивление которого зависит от температура .. Слово термистор представляет собой комбинацию слов «термический» и «резистор». Термистор — это чувствительный к температуре элемент, состоящий из спеченного полупроводникового материала, который демонстрирует большое изменение сопротивления, пропорциональное небольшому изменению температуры.Термисторы широко используются в качестве ограничителей пускового тока, датчиков температуры, самовосстанавливающихся устройств защиты от перегрузки по току и саморегулирующихся нагревательных элементов. Если предположить в качестве приближения первого порядка, что зависимость между сопротивлением и температурой является линейной, тогда: ∆R = k∆T, где ∆R = изменение сопротивления. ∆T = изменение температуры. k = температурный коэффициент сопротивления первого порядка

Термисторы можно разделить на два типа в зависимости от знака k. Если k положительный, сопротивление увеличивается с повышением температуры, и устройство называется термистором с положительным температурным коэффициентом (PTC) или позистором.Если k отрицательно, сопротивление

65 уменьшается с повышением температуры, и устройство называется термистором с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Резисторы, которые не являются термисторами, имеют коэффициент k, максимально близкий к нулю, так что их сопротивление остается почти постоянным в широком диапазоне температур. Термисторы с положительным температурным коэффициентом могут использоваться в качестве нагревательных элементов в небольших духовках с регулируемой температурой. Термисторы NTC используются в качестве термометров сопротивления при низкотемпературных измерениях порядка 10 К.Термисторы NTC могут использоваться также как устройства ограничения пускового тока в цепях питания. Первоначально они имеют более высокое сопротивление, что предотвращает протекание больших токов при включении, а затем нагреваются и становятся гораздо более низкими, чтобы обеспечить протекание более высокого тока во время нормальной работы. Эти термисторы обычно намного больше, чем термисторы измерительного типа, и специально предназначены для этого применения. Термисторы также широко используются в современных цифровых термостатах и ​​для контроля температуры аккумуляторных блоков во время зарядки.Чаще всего они изготавливаются из оксидов металлов, таких как марганец, кобальт, никель и медь. Металлы окисляются в результате химической реакции, измельчаются до мелкого порошка, затем сжимаются и подвергаются воздействию очень высокой температуры. Некоторые термисторы NTC кристаллизованы из полупроводникового материала, такого как кремний и германий. Термисторы отличаются от резистивных датчиков температуры (RTD) тем, что в термисторе обычно используется керамика или полимер, а в RTD используются чистые металлы. Температурный отклик также отличается; ТС полезны в более широких диапазонах температур, тогда как термисторы обычно обеспечивают более высокую точность в ограниченном диапазоне температур [обычно от -90 ° C до 130 ° C].Области применения: • Термисторы

NTC используются в качестве термометров сопротивления при низкотемпературных измерениях порядка 10 К.

Термисторы

NTC могут использоваться в качестве устройств ограничения пускового тока в цепях питания. Первоначально они имеют более высокое сопротивление, что предотвращает протекание больших токов при включении, а затем нагреваются и становятся гораздо более низкими, чтобы обеспечить протекание более высокого тока во время нормальной работы. Эти термисторы обычно на

66 намного больше, чем термисторы измерительного типа, и специально разработаны для этого применения.•

Термисторы

NTC регулярно используются в автомобильной промышленности. Например, они контролируют такие вещи, как температура охлаждающей жидкости и / или температура масла внутри двигателя, и передают данные в ЭБУ и, косвенно, на приборную панель.

Термисторы также широко используются в современных цифровых термостатах и ​​для контроля температуры аккумуляторных блоков во время зарядки.

Предварительные вопросы:

1. Что означает датчик температуры? 2. Какие бывают типы датчиков температуры? 3.Что подразумевается под положительным и отрицательным температурным коэффициентом сопротивления? 4. Назовите различия между активными и пассивными преобразователями? 5. Что такое термистор? 6. Из чего состоит термистор?

Экспериментальная установка:

67 Экспериментальная процедура:

1. Аппарат размещается так, как указано в экспериментальной установке. 2. Термистор помещается в сосуд с водой и с помощью нагревателя повышается температура воды. 3. Найдите сопротивление данного термистора при комнатной температуре с помощью мультиметра.4. Повторите эксперимент для разных температур и вычислите температурный коэффициент для разных температур. 5. Построен график между температурой ° C и сопротивлением термистора в омах.

Табличный столбец:

S.No 1. 2. 3. 4. 5.

График модели:

Температура, ° C

Сопротивление в Ом

68 Результат:

Таким образом были измерены характеристики данного термистора и проверено. Опубликовать лабораторные вопросы:

1. Каковы области применения термисторов? 2.Сравните термистор с RTD и термопарой. 3. Термистор — это пассивный преобразователь? Оправдывать. Заключение Сведения

Макс. Marks

Prelab

20

Lab Проверка и проверка

40

Лаборатория отчетов и публикаций

40

Всего

100

Полученных оценок

СОДЕРЖАНИЕ

EXP. №

НАЗВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

СТРАНИЦА №

1.1

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕХОДНОГО ДИОДА P-N

1

1.2

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДА ЗЕНЕРА

5

2

ОБЩАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ЭМИТТЕРА

10

3

КОНФИГУРАЦИЯ ОБЩИХ КОЛЛЕКТОРОВ

000

000

000

ФОТОДИОД И ФОТОТРАНСИСТОР

24

6,1

ВЫПРЯМИТЕЛЬ ПОЛОВИНЫ

31

6,2

ВЫПРЯМИТЕЛЬ ПОЛНОЙ ВОЛНЫ

36

6.3

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОЛНОЙ ВОЛНЫ

41

7

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ СЕРИИ

45

8

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА

000

OF THERMISTOR

63

70

EC0221 Лабораторная политика и формат отчета Отчеты должны быть представлены в начале лабораторного периода. Отчеты представляют собой полную документацию о работе, проделанной при подготовке к лабораторной работе и во время нее.Отчет должен быть полным, чтобы кто-то другой, знакомый с концепцией электронных устройств, мог использовать его для проверки вашей работы. Формат отчетов до и после лабораторных работ выглядит следующим образом: 1. В начале запланированного лабораторного периода вашему персоналу необходимо предоставить аккуратный и тщательный предварительный отчет. Отчеты о лабораторных исследованиях должны быть представлены на бумаге формата А4. Ваш отчет — это профессиональная презентация вашей работы в лаборатории. Будут вознаграждены аккуратность, организованность и завершенность. Баллы будут вычтены за любую неясную часть.2. В этой лаборатории студенты будут работать в группах по три человека. Однако лабораторные отчеты будут написаны индивидуально. Используйте следующий формат для лабораторных отчетов. а. Титульный лист: укажите свое имя, код темы, номер раздела, номер эксперимента и дату. б. Задачи: Перечислите 3 или 4 темы, которым, по вашему мнению, вас научат в лаборатории. НЕ ПОВТОРЯЙТЕ формулировки лабораторных процедур. На цель должно быть одно или два предложения. Помните, вы должны писать о том, что вы узнаете, а не о том, что вы будете делать.c. Дизайн: Эта часть содержит все шаги, необходимые для создания вашей окончательной схемы.

Это

должно включать

схем

диаграмм,

табличных

столбцов, формул, графиков и т. Д. Не забудьте воспроизвести любые таблицы, которые вы заполнили для лабораторной работы. Этот раздел также должен включать четкое письменное описание вашего процесса проектирования. Простого включения принципиальной схемы

недостаточно. d. Вопросы: здесь следует ответить на конкретные вопросы (Prelab и Postlab), которые задаются в лабораторной работе.Введите вопросы, представленные в лабораторной работе, еще раз, а затем официально ответьте на них.

3. Ваша работа должна быть оригинальной и подготовленной самостоятельно. Однако, если вам нужны какие-либо рекомендации, или у вас есть какие-либо вопросы или проблемы, не стесняйтесь обращаться к своим сотрудникам в рабочее время в рабочее время.

71 при копировании любой предварительной / заключительной лабораторной работы даст нулевую оценку. Об инциденте будет официально сообщено в университет, и студенты должны соблюдать дресс-код во время лабораторной сессии. 4. Каждое лабораторное упражнение (цикл) должно быть выполнено и продемонстрировано вашему персоналу, чтобы получить зачет рабочего цикла.Это следующая процедура: а.

Схема работает: Если схема работает в течение лабораторного периода (3 часа), позвоните своему персоналу, и он / она подпишет и поставит дату. Это конец этой лабораторной работы, и вы получите полную оценку за эта часть лаборатории.

г. Схема не работает: Если схема не работает, вы должны использовать время открытия для лабораторной комнаты, чтобы завершить схему. Когда ваша цепь будет готова, свяжитесь с вашим персоналом, чтобы назначить время, когда вы двое сможете встретиться, чтобы проверить вашу цепь.5. Требуется посещение регулярного лабораторного периода. Неожиданное отсутствие приведет к потере кредита на вашу лабораторию. Если по уважительной причине студент пропускает лабораторную работу или делает разумный запрос перед собранием класса, для студента разрешается выполнить лабораторную работу в другом разделе позже на неделе, если это одобрено сотрудниками, возглавляющими обе секции. . Учащиеся, которые обычно опаздывают (т.е. учащиеся, опаздывающие более чем на 15 минут более одного раза), получают снижение оценок на 10 баллов за каждый случай, следующий за первым.6. Итоговая оценка по этому курсу будет основана на лабораторных заданиях. Все лаборатории имеют одинаковый вес в итоговой оценке. Аттестация будет основываться на предлабораторных работах, лабораторных отчетах, результатах лабораторных и лабораторных работ (например, завершение лабораторных работ, ответы на вопросы, связанные с лабораторией и т. Д.). Плата за персонал будет задавать соответствующие вопросы отдельным членам команды случайно. 7. Лабораторные работы будут оцениваться в соответствии со следующей политикой выставления оценок: Подготовительные работы

20,00%

Производительность в лаборатории

40.00%

После лабораторных работ

20.00%

Лабораторный отчет

20.00%

72 Каждый студент получит до 10 баллов за каждое лабораторное занятие. Каждая лаборатория внесет равный вклад в итоговую оценку. 8. Сроки сдачи отчетов: отчеты должны быть сданы через неделю после завершения соответствующей лабораторной работы. За опоздание с опозданием на один день вычитается 20% баллов. Если отчет опоздал на 2 дня, будет выставлена ​​оценка 0. 9. Системы тестов: Обычные лабораторные занятия в течение всего семестра имеют вес 75%.Оставшиеся 25% веса будут присвоены путем проведения практического экзамена в конце семестра для каждого отдельного студента, если это возможно, или путем проведения общего письменного теста продолжительностью от 1 до 1,5 часов для всех студентов на основе всего эксперимента, проведенного в семестре. 10. Общий порядок действий: a. Правильно разместите все компоненты схемы на плате для выпечки и подключите источники питания, как указано. б. Перед подключением к цепи проверьте все компоненты. c. Перед включением электропитания проверьте соединения.d. Любые изменения в схеме подключения производить только после отключения питания.

Поставщики средств беспроводной связи и ресурсы

О компании RF Wireless World

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, волоконная оптика, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

статей о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN


RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤


Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤


Основы и типы замирания : В этой статье описываются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи по соседнему каналу, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤


5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP


Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ Учебников >>


Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF


В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.


RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования ИУ на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH


Поставщики, производители радиочастотной беспроводной связи

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители радиокомпонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды


* Общая информация о здравоохранении *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Закашляйтесь
3. ЛИЦО: Не трогай
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB



СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


RF Wireless Tutorials



Датчики разных типов


Поделиться страницей

Перевести страницу

лабораторное уравнение | Домашнее задание по электротехнике

Лаборатория 1: Характеристики диодов

НАЗНАЧЕНИЕ:

Цель этого эксперимента — познакомить студента с работой полупроводниковых диодов.Вы будете использовать измеритель кривой, чтобы получить вольт-амперные характеристики кремниевого диода. От них характеристики, вы определите несколько параметров диода, включая динамическое сопротивление, rf = rd; в прямое сопротивление диода, RF = RD; напряжение включения, Vγ; коэффициент идеальности прямого диода, n; и напряжение пробоя, ВБР. Все эти термины определены ниже. Вы обнаружите, что большинство этих параметров зависят от силы тока, при которой измеряется этот параметр. Вы также сравните работу постоянного тока диод в цепи как с расчетной, так и с моделируемой работой.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ:

Просмотрите раздел ВВЕДЕНИЕ ниже. Смоделируйте характеристику диода с помощью PSpice для сравнение с экспериментально измеренными результатами. Определите rd, Vγ и n для диода 1N4004 в вашем график характеристики диода. Смоделируйте схему, показанную на рисунке 5, для значений резистора (R), показанных с использованием Проверка развертки по постоянному току (разверните Vin и R одновременно; справку см. В части 2 предыдущей лабораторной работы).

ОБОРУДОВАНИЕ:

Для этого лабораторного занятия вам понадобится следующее:

а.Кремниевые диоды: 1 — диод 1N4004 или аналог 1N4001 1 — диод 1N4744 Все эти диоды представляют собой кремниевые диоды с разным напряжением пробоя и разной мощностью. возможности обработки. 1N4744 представляет собой стабилитрон и имеет самое низкое напряжение пробоя. Это следует использовать при попытке получить обратное напряжение пробоя. Диод 1N4004 будет широко использоваться в схемах в других экспериментах.

г. Измеритель кривой Tektronix Type 571 c. Макетная плата d. Десятилетняя коробка резистора е.Компьютер с PSpice

ВВЕДЕНИЕ:

Структура диода

Рисунок 1

На рисунке 1 показано физическое и схематическое обозначение диода. Полоса на диоде и полоса слева от символа схемы представляет катод (материал n-типа) и должна быть отмечена. В Материал p-типа (анод) в диоде расположен справа. Условное обозначение диода — это стрелка, показывающая прямое смещение, когда p-сторона положительна по отношению к n-стороне, и направление стрелка показывает направление большого тока.

Уравнение идеального диода

Связь между током диода и напряжением определяется уравнением диода

:

 

  

 — = 1Т

D нВ

В

SD eII (1)

Члены уравнения (1) определены следующим образом:

ID = ток диода (в амперах).

VD = напряжение на диоде (вольт).

IS = обратный ток насыщения или обратный ток утечки (в амперах).

IS зависит от материала диода, плотности легирования на p-стороне и n-стороне диода, геометрия диода, приложенное напряжение и температура. IS обычно составляет от 1 мкА до 1 мА для германиевый диод при комнатной температуре и порядка 1 пА = 10

-12 А для кремниевого диода в помещении

температура. IS увеличивается при повышении температуры.

VT = k T / q = тепловое эквивалентное напряжение = 0,0258 В при комнатной температуре

где

q = 1.6 х 10 -19

Кулонов = электрический заряд,

к = 1,38 х 10 -23

Дж / К = постоянная Больцмана,

T = абсолютная температура (Кельвин) [комнатная температура = 300 K], и

n = коэффициент идеальности или коэффициент выбросов.

Фактор идеальности (n):

Коэффициент идеальности n зависит от типа полупроводникового материала, используемого в диоде, производственный процесс, прямое напряжение и температура.Его значение обычно варьируется от 1 до 2. Для напряжений менее 0,5 В n ~ 2; для более высоких напряжений n ~ 1. (На основе экспериментальных измерения при более высоких напряжениях, обычно 1,15 ≤ n ≤ 1,2.)

Коэффициент идеальности n можно легко найти, отложив прямой ток диода на логарифмической оси. от напряжения диода на линейной оси.

Уравнение (1) указывает, что увеличение текущего ID в 10 раз представляет собой увеличение exp (VD / n VT) в 10 раз, пока exp (VD / n VT) >> 1.Если ΔVD — это изменение напряжения, необходимое для производят изменение тока в 10 раз, тогда

()

() мВ3.5

.0В0258.030.230.2

30,210лн

⋅ ==== ∆

== ∆

нннвнВ Vn V

TD

т

D

Итак,

мВ 60 мВ 3,59

ДД ВВн ∆≈∆ = (1)

Чтобы найти n, необходимо только найти величину напряжения, необходимую для увеличения тока диода на величину коэффициент 10 и используйте уравнение (1).

Рисунок 2: Графики того же прямого тока диода ID в зависимости от напряжения диода VD, как

(а) линейный график и (б) полулогарифмический график

На рисунке 2 показан пример графика зависимости прямого тока диода ID от напряжения на диоде VD как (а) линейный график и (б) полулогарифмический график. Чтобы вычислить коэффициент идеальности n, создайте полулогарифмический график для данные диода. Проведите прямую линию через соседние точки, затем найдите координаты, где текущий ID увеличивается в 10 раз (например,g., 0,0001, 0,001, 0,01, 0,1,…), как показано на рисунке 2. Рассчитайте ΔVD, величину напряжения, необходимую для увеличения тока диода в 10 раз, и затем разделите на 59,3 мВ (или 60 мВ), чтобы вычислить n:

147,1 0593,0

683,0751,0 знак равно

— = п (2)

(Дополнительное примечание: коэффициент идеальности — это мера того, насколько диод соответствует «идеальному» поведению. коэффициент идеальности отличается от 1, это указывает либо на то, что есть необычная рекомбинация механизмы, происходящие внутри диода, или рекомбинация изменяется по величине.Таким образом, фактор идеальности — мощный инструмент для изучения рекомбинации в устройстве.)

Напряжение включения Vγ:

Эскиз характеристики диода, измеренный с помощью измерителя кривой, показан на рисунке 3. Трассировщик кривой измеряет только прямую ВАХ или обратную ВАХ за один проход. В Характеристики, показанные на рисунке 4, представляют собой комбинацию прямых и обратных характеристик. Заметная проводимость происходит от 0,4 В до 0.7 В для кремния и от 0,2 до 0,4 В для германий при комнатной температуре. Значение Vγ является функцией тока, при котором измеряется Vγ. Этот момент обсуждается ниже и является одной из концепций, которые вам следует усвоить в ходе этого эксперимента. Если приложенное напряжение превышает Vγ, ток диода быстро увеличивается.

Рисунок 3: Прямая вольт-амперная характеристика диода, показывающая определение Vγ

Полная характеристика диода показана на рисунке 4, на котором собраны данные с прямым смещением и данные с обратным смещением.Обратите внимание, что шкалы + V и –V могут отличаться в 100 раз, а в то время как + I может быть мА или А, –I скорее всего будет мкА или нА.

Рисунок 4: Прямые и обратные вольт-амперные характеристики диода

Ток диода и ток насыщения диода:

Если диод работает в области прямого смещения при комнатной температуре (27 о

C = 300 K), экспоненциальный первый член в скобках в уравнении (1) преобладает, и уравнение тока диода задается примерно по

т D

нВ V

SD eII = (3)

Ток прямого смещения является экспоненциальной функцией приложенного напряжения VD.

Если диод имеет обратное смещение, только небольшой обратный ток (обратный ток насыщения или обратный ток утечки), −IS, протекает. Этот ток течет до тех пор, пока приложенное обратное напряжение не превышают напряжение пробоя диода VBR. Если обратное напряжение превышает VBR, большой ток протекает, и диод может выйти из строя, если не будет достаточного последовательного сопротивления для ограничения тока диода. В кремниевых диодах IS может быть очень маленьким, а VBR — очень большим.Оба эти значения могут быть неизмеримые на кривой трассеры для диодов типа 1N4004.

Сопротивление диода Обычно рассчитывают три сопротивления диодов:

• Постоянное или статическое прямое сопротивление, RF или RD

• AC или динамическое прямое сопротивление, rf или rd

• Обратное сопротивление, рр

Также упоминается еще одно сопротивление диода, RS. RS относится к сумме контактного сопротивления диода, сопротивление свинца и внутреннее сопротивление диода.Он появляется в симуляциях PSpice.

Постоянное или статическое прямое сопротивление, RF или RD, — это полное падение напряжения на диоде, деленное на ток, протекающий через диод, точно так же, как можно было бы рассчитать по закону Ома. Он включает в себя контакт сопротивление, сопротивление выводов, сопротивление материала и сопротивление областей p и n диода.

D

D F I

VR =

AC или динамическое прямое сопротивление, rf или rd: на практике мы не часто используем статическое прямое сопротивление. сопротивление; более важным является динамическое сопротивление или сопротивление переменному току, которое является противодействием, предлагаемым диод для изменения тока.Он рассчитывается по соотношению [изменение напряжения на диоде] / [результирующее изменение тока через диод] при рабочем напряжении, ВД. То есть rd — это обратное зависимости тока диода от напряжения в рабочей точке.

текущее изменение в результате

при изменении напряжения знак равно

∆ ∆

= ≡ D

D df я

Vrr

Применяя уравнение диода и дифференцируя, мы находим, что динамическое прямое сопротивление определяется выражением

D

т

D

D г я

Vn dI dVr == (4)

Из-за нелинейной формы прямой характеристики сопротивление диода переменному току находится в пределах диапазон от 1 до 25 Ом.Обычно оно меньше сопротивления диода постоянному току.

Обратное сопротивление, rr: Когда диод смещен в обратном направлении, помимо прямого сопротивления, он также имеет другое сопротивление, известное как обратное сопротивление. Это может быть постоянный или переменный ток, в зависимости от того, обратное смещение — постоянное или переменное напряжение. В идеале обратное сопротивление диода бесконечно. Однако на практике обратное сопротивление никогда не бывает бесконечным из-за наличия утечки. ток в диоде с обратным смещением.

Обратное сопротивление, rr, дается обратной величиной крутизны обратной характеристики, предшествующей до поломки (см. рисунок 4).

Емкость перехода диода (Cj):

Область пространственного заряда (или область истощения) диода — это область, которая содержит очень мало дырок. или электронов и находится между полупроводником n-типа и полупроводником p-типа внутри диод. Область пространственного заряда диода приближается к конденсатору с параллельными пластинами со значением емкость определяется приложенным напряжением.Используя это приближение, емкость область пространственного заряда приблизительно определяется выражением

нВ

VC ш eAC

би

D jj

11 − 

  

 — == (5)

где e = диэлектрическая проницаемость кремния (10 -12

Ф / см),

A = площадь поперечного сечения диода (см 2

),

w = ширина обедненной области (см),

n = 2 для ступенчатого перехода,

Vbi = встроенное напряжение, и

Cjo = емкость перехода при VD = 0 В.

Емкость перехода обратно пропорциональна w. По мере увеличения напряжения обратного смещения область пространственного заряда расширяется примерно как квадратный корень из приложенного напряжения, и, таким образом, емкость уменьшается. Это изменение w заставляет диод вести себя как конденсатор, управляемый напряжением. с емкостью, которая изменяется обратно пропорционально квадратному корню из приложенного напряжения. Если бы на диоде был очень большая площадь поперечного сечения, емкость области пространственного заряда как функция обратной напряжение можно было измерить на импедансном мосте.Поскольку диоды в вашей лаборатории обычно относительно небольшой, очень сложно измерить изменение напряжения емкости диода. Как правило только диод с большой площадью достаточно большой, чтобы его можно было использовать для измерения емкости диода в лаборатории. оборудование. Из-за большого прямого тока диода обычно можно измерить диод емкость только для напряжений менее Vγ.

ЭКСПЕРИМЕНТ:

ЧАСТЬ I: ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДИОДОВ

A. Прямая вольт-амперная характеристика

Процедура 1.Используйте индикатор кривой, чтобы получить прямые характеристики кремниевого диода 1N4004.

• Подключите клеммы катода и анода диода к клеммам E и C соответственно и установите программный переход на полевой транзистор).

• Установите ось напряжения на Vmax = 2 В.

• Начните измерения с Imax = 2 мА.

• Используйте Pmax = 0,5 Вт.

• Нажмите кнопку пуска, чтобы получить кривую.

• Используя кнопку курсора, снимите показания ВАХ для значений тока. близко к значениям в первом столбце Таблицы 1, чтобы вы могли точно построить график ВАХ. характеристику как на линейной миллиметровой бумаге, так и на логарифмической миллиметровой бумаге.Увеличить IMAX с коэффициентом 10 между измерениями, если вы не можете прочитать более высокое значение на заданной кривой. Сведите результаты в таблицу ниже.

ТАБЛИЦА 1.1: Таблица тока, напряжения, прямого сопротивления, динамического сопротивления

ID (A) Ваше значение ID (A) VD (вольт) RF (Ω) = VD / ID rd (Ω) = nVT / ID 30 мкА

100 мкА 200 мкА 400 мкА

1 мА 2 мА 6 мА

14 мА 30 мА 60 мА 100 мА 150 мА

2.Вычислите RF и rd, используя записанные вами значения, и запишите их в таблице выше. См. Введение для

определения РФ и рд.

B. Обратная характеристика ВАХ

Вы должны использовать диод 1N4744 (стабилитрон) для этой части эксперимента. Если вы используете 1N4004, ваше напряжение пробоя будет более отрицательным, чем -100 В и диод разбивку нельзя увидеть на трассировщике лабораторных кривых. Также обратный ток утечки будет очень низкий для всех этих кремниевых диодов, и такой чрезвычайно низкий ток не может быть измерен с помощью трассировщик кривых.

Процедура

1) Выключите питание диода. Поменяйте полярность напряжения на диоде, повернув установите диод в розетке и установите Imax на 2 мА, Vmax на 40 В и Pmax на 0,5 Вт. Нажмите кнопку пуска, чтобы получить обратные характеристики.

2) Нарисуйте обратную ВАХ как можно точнее вплоть до пробоя. напряжение, отмечая напряжение пробоя на вашем участке.

ЧАСТЬ 2: ПРОСТЫЕ ДИОДНЫЕ ЦЕПИ

Вы должны были смоделировать схему диод-резистор, показанную на рисунке 5, со значениями R, указанными ниже.

Рисунок 5: Простая диодная схема.

Процедура

1) Постройте схему, показанную на рисунке 5, на макетной плате с сопротивлением R = 100 Ом. Использовать 1N4001 или диод 1N4004.

2) Используйте функцию постоянного напряжения [В =] цифрового мультиметра (DMM) для измерения выходного сигнала. напряжение Vo, используя банановые гнезда V-Ω и COM.

3) Используя переменный источник питания (VPS), измените напряжение SUPPLY + от 0 до 5 В с шагом 0,5 В и запишите выходное напряжение.

4) Повторите шаги с (1) по (3) для других значений R, приведенных на рисунке 5, и выполните Таблица 2 ниже.

Таблица 2: Измеренное Vo для цепи на Рисунке 5

Vin (вольт) Vo (вольт)

R = 100 Ом R = 1 кОм R = 10 кОм 0,0 0,5 1.0 1.5 2.0 2,5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

ОТЧЕТ ЛАБОРАТОРИИ:

ЧАСТЬ I

1) График зависимости ID от VD на линейной миллиметровой бумаге (или с помощью программного обеспечения по вашему выбору).

2) Определите Vγ прямо из построенного графика и запишите свой результат. Определите, как Vγ зависит от тока и напряжения диода.

3) Определите наклон по линейному графику прямой ВАХ как функция тока диода, как показано на рисунке 4, с использованием данных, ранее взятых в Таблица 1. Обратите внимание, что величина, обратная крутизне, или rd, которую вы измеряете, зависит от того, где вы выбрать ток диода. Получите не менее восьми (8) точек данных уклона.

4) Постройте график RF и rd из таблицы 1 как функцию тока диода. Как работают РФ и рд сравнивать?

5) Создайте полулогарифмический график ID (логарифмический масштаб) по сравнению с VD. Определите n по наклону. Помните, что на полулогарифмическом графике, где I изображен как функция от VD, экспоненциальная функция — прямая линия. Используйте уравнение (1), чтобы определить n. Обратите внимание, что если n = 1, ток будет увеличиваться на 1 декаду на каждые 0,060 В напряжения VD, а если n = 2,

ток будет увеличиваться на 1 декаду на каждые 0.120В ВД. Экстраполировать ток на VD = 0V и определить значение IS.

ЧАСТЬ II 1) Как влияет диод на Vo?

2) Выведите выражение для Vo как функции от Vin, используя кусочно-линейную модель диод, состоящий из значений rd и Vγ, которые вы рассчитали из линейного I-V характерный сюжет.

3) Сравните измеренное значение Vo с смоделированным выходным напряжением и рассчитанным выходное напряжение из шага II.2. Прокомментируйте любые различия.Помните, что Симуляция PSpice — это симуляция, и она хороша ровно настолько, насколько хороши параметры, которые вы используете для опишите диод. Ваши экспериментальные результаты реальны. Вы должны сравнивать напряжения, которые вы измерили со значениями, которые вы рассчитали с помощью измеренного диода характеристики.

КОНТРОЛЬНЫЙ СПИСОК ЭКСПЕРИМЕНТОВ

1) Характеристики диода

a) Характеристики в прямом направлении (VMAX = 2 В)

i) Получите характеристики прямого диода на измерителе кривой.

ii) Запись линейных и текущих точек данных с помощью курсора.

iii) Постройте вольт-амперную характеристику (линейную и полулогарифмическую).

iv) Определите rd как функцию тока диода.

v) Определите RF как функцию тока диода.

vi) Определите Vγ. Как Vγ изменяется с током диода?

б) Обратные характеристики

i) Попытка получить характеристики обратного диода. Установите VMAX = 40 В.

ii) Напряжение пробоя превышает 100 В?

2) Простые диодные схемы

а) Построить схему

b) Измерьте выходную мощность (Vo) как функцию входного напряжения для R = 100 Ом, 1 кОм и 10 кОм.

c) Выведите выражения для Vo и Vin, используя кусочную модель.

d) Сравните результаты измерения Vo с результатами моделирования и расчетным выходом Напряжение.

  • НАЗНАЧЕНИЕ:
  • ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ:
  • ОБОРУДОВАНИЕ:
  • ВВЕДЕНИЕ:
  • ЭКСПЕРИМЕНТ:
  • ОТЧЕТ ЛАБОРАТОРИИ:
  • КОНТРОЛЬНЫЙ СПИСОК ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Диоды

Что такое диод?

A Диод — простейший двухконтактный односторонний полупроводниковый прибор.Он позволяет току течь только в одном направлении и блокирует ток, текущий в противоположном направлении. Два вывода диода называются анодом и катодом. Символ диода показан на рисунке ниже.

Рис.1: Символ диода

Характеристики диода очень похожи на характеристики переключателя. Идеальный переключатель в разомкнутом состоянии не проводит ток ни в одном из направлений, а в замкнутом состоянии — в обоих направлениях.Характеристики диода показаны на рисунке ниже.

Рис. 2: График электрических характеристик идеального диода

В идеале, в одном направлении, указанном стрелкой, диод должен вести себя короткозамкнутым, а в другом направлении, противоположном направлению стрелки, должен быть разомкнут. По идеальным характеристикам диоды предназначены для теоретического удовлетворения этих характеристик, но не достигаются на практике.Таким образом, практические характеристики диода лишь близки к желаемым.

Рис. 3: График, показывающий сравнение электрических характеристик идеальных и практических диодов

Как работают диоды?

Диод работает, когда на его выводы подается сигнал напряжения. Приложение постоянного напряжения, заставляющее диод работать в цепи, называется «смещением».Как уже упоминалось выше, диод похож на диод одностороннего переключателя, поэтому он может находиться либо в состоянии проводимости, либо в состоянии непроводимости. Состояние «ВКЛ» диода достигается за счет «прямого смещения», что означает, что на анод подается положительный или более высокий потенциал, а на катод диода — отрицательный или более низкий потенциал. Другими словами, состояние «ВКЛ» диода имеет приложенный ток в том же направлении, что и острие стрелки. Состояние «ВЫКЛ» диода достигается за счет «обратного смещения», что означает, что на катод подается положительный или более высокий потенциал, а на аноде диода — отрицательный или более низкий потенциал.Другими словами, состояние диода «ВЫКЛ» имеет приложенный ток в направлении, противоположном направлению стрелки.

В состоянии «ВКЛ» практический диод предлагает сопротивление, называемое «сопротивлением в прямом направлении». Диоду требуется прямое напряжение смещения для переключения в состояние «ВКЛ», которое называется напряжением включения. Диод начинает проводить в режиме обратного смещения, когда напряжение обратного смещения превышает свой предел, который называется напряжением пробоя. Диод остается в состоянии «ВЫКЛ», когда на него не подается напряжение.

Простой p-n-диод изготавливается путем легирования слоев p- и n-типа на кремниевой или германиевой пластине. Для изготовления диодов предпочтительны германий и кремний, потому что:

· Доступны с высокой степенью чистоты.

· Незначительное легирование, например, один атом на десять миллионов атомов желаемой примеси, может изменить проводимость до значительного уровня.

· Свойства этих материалов изменяются при воздействии тепла и света, и, следовательно, они важны при разработке устройств, чувствительных к теплу и свету.

Типы диодов

Типы диодов:

Другой вариант диодов имеет другую конструкцию, характеристики и применение. различных типов диодов :

· Малосигнальный или слаботочный диод — Эти диоды предполагают, что рабочая точка не изменяется из-за слабого сигнала.

· Большие сигнальные диоды — На рабочую точку этих диодов влияет большой сигнал.

· Стабилитроны — Этот диод работает в режиме обратного смещения, когда напряжение достигает точки пробоя. Стабильное напряжение может быть достигнуто путем подключения резистора к нему для ограничения тока. Этот диод используется для обеспечения опорного напряжения в цепях питания.

· Светодиоды (LED) — это самый популярный вид диодов. Когда он работает в режиме прямого смещения, ток течет через переход, чтобы произвести свет.

· Фотодиоды — Электроны и дырки образуются в виде ударов света через p-n переход, вызывая протекание тока. Эти диоды могут работать как фотоприемник и использоваться для выработки электроэнергии.

· Диоды постоянного тока — Этот диод поддерживает постоянный ток даже при постоянном изменении приложенного напряжения. Он состоит из JFET (соединение-полевой транзистор) с источником, закороченным на затвор, чтобы работать как двухконтактный ограничитель тока или источник тока.

· Диод Шоттки — Эти диоды используются в ВЧ приложениях и схемах ограничения. Этот диод имеет меньшее прямое падение напряжения по сравнению с кремниевыми диодами с PN переходом.

· Диод Шокли — это четырехслойный диод, также известный как диод PNPN. Этот дидо похож на тиристор, где затвор отключен.

· Ступенчатые восстанавливающие диоды — Этот полупроводниковый диод может генерировать короткие импульсы и поэтому используется в микроволновых приложениях в качестве генератора импульсов.

· Туннельные диоды — Этот диод сильно легирован в условиях прямого смещения, что имеет отрицательное сопротивление при очень низком напряжении и короткое замыкание в отрицательном направлении смещения. Этот диод можно использовать в качестве усилителя СВЧ и в генераторах.

· Варакторные диоды — Этот диод работает в режиме обратного смещения и ограничивает прохождение тока через переход. В зависимости от величины смещения ширина обедненной области продолжает меняться.Этот диод состоит из двух обкладок конденсатора с обедненной областью между ними. Изменение емкости зависит от области обеднения, и это можно изменить, изменяя обратное смещение на диоде.

· PIN-диоды — Этот диод имеет собственный полупроводник, расположенный между областями P-типа и N-типа. В этом типе диодов не происходит легирования, и, таким образом, собственный полупроводник увеличивает ширину обедненной области. Они используются как охтодиоды и переключатели радиочастоты.

· ЛАЗЕРНЫЙ диод — Этот диод излучает свет лазерного типа и дороже по сравнению со светодиодами. Они широко используются в приводах CD и DVD.

· Диоды подавления переходных процессов напряжения — Этот диод используется для защиты электроники, чувствительной к скачкам напряжения.

· Диоды, легированные золотом — Эти диоды используют золото в качестве легирующей примеси и могут работать на частотах сигнала, даже если прямое падение напряжения увеличивается.

· Супер барьерные диоды — Их также называют выпрямительными диодами. Эти диоды обладают свойством низкого обратного тока утечки, как у нормального диода с p-n переходом, и низкого прямого падения напряжения, как у диода Шоттки, с возможностью обработки перенапряжения.

· Диоды с точечным контактом — Конструкция этого диода проще и используется в аналоговых приложениях и в качестве детектора в радиоприемниках. Этот диод состоит из полупроводника n — типа и нескольких проводящих металлов, находящихся в контакте с полупроводником.Некоторые металлы перемещаются по направлению к полупроводнику, образуя небольшую область полупроводника p-tpye около контакта.

· Диоды Пельтье — Этот диод используется как тепловой двигатель и датчик для термоэлектрического охлаждения.

· Диод Ганна — Этот диод изготовлен из таких материалов, как GaAs или InP, которые имеют область отрицательного дифференциального сопротивления.

· Кристаллический диод — это тип диодов с точечным контактом, которые также называются усами Кота.Этот дидо состоит из тонкой заостренной металлической проволоки, которая прижимается к полупроводниковому кристаллу. Металлическая проволока является анодом, а полупроводящий кристалл — катодом. Эти диоды устарели.

· Лавинный диод — Этот диод работает в режиме обратного смещения, когда напряжение обратного смещения, приложенное к p-n переходу, создает волну ионизации, ведущую к протеканию большого тока. Эти дидо предназначены для пробоя при определенном обратном напряжении, чтобы избежать каких-либо повреждений.

· Кремниевый управляемый выпрямитель — Как следует из названия, этим диодом можно управлять или переключать в состояние ВКЛ из-за приложения небольшого напряжения. Они принадлежат к семейству тиристоров и используются в различных областях управления двигателями постоянного тока, регулирования поля генератора, управления системами освещения и частотно-регулируемыми приводами. Это трехконтактное устройство с анодом, катодом и третьим управляемым выводом или затвором.

· Вакуумные диоды — Этот диод представляет собой двухэлектродную вакуумную лампу, которая может выдерживать высокие обратные напряжения.

Рис. 4: Изображение, показывающее символы различных типов диодов

Рис.5: Изображение, показывающее различные типы диодов

Стандартные диоды (малый и большой сигнал):

Диод с p-n переходом — простейший полупроводниковый прибор. Это двухконтактное, биполярное, одностороннее выпрямительное устройство, проводящее только в одном направлении. Стандартные диоды используются в следующих областях:

· Выпрямление в цепях питания

· Извлечение модуляции из радиосигналов в радиоприемнике и в схемах защиты, где большие переходные токи могут возникать на слаботочных транзисторах или ИС при взаимодействии с реле или другими мощными устройствами.

· Используется последовательно с подводами питания к электронным схемам, где требуется только одно напряжение отрицательной или положительной полярности.

Рис. 6: Изображение, показывающее конструкцию стандартного диода

Строительство

Строительство:

Простой диод p-n — это переход, в котором слои p-типа и n-типа легированы на кремниевую или германиевую пластину. Полупроводник p-типа формируется путем легирования трехвалентных или акцепторных примесных атомов на чистый кремний или германий, что приводит к избыточной концентрации дырок.Полупроводник n-типа формируется путем легирования пятивалентных или донорных атомов примеси на чистый кремний или германий, что приводит к избыточной концентрации электронов. Итак, дырки являются основными носителями заряда в области p-типа, тогда как электроны в области n-типа. Электронно-дырочные пары термически генерируются в обоих типах, которые составляют неосновные носители заряда. Примечательно, что материал p-типа не заряжен положительно, несмотря на наличие чрезмерного количества дырок, в то время как материал n-типа не заряжен отрицательно, несмотря на избыточное количество электронов.Это связано с тем, что в материале p-типа наряду с дырками генерируются анионы, а общее количество протонов и электронов остается прежним. Это аналогично наблюдается для материала n-типа.

Переход легирования p-типа и n-типа на кремниевой или германиевой пластине дает небольшую область порядка микрометров, которая обеднена свободными носителями заряда. Эта область образуется из-за диффузии дырок из материала p-типа и электронов из материала n-типа, называемого областью обеднения, областью пространственного заряда или переходной областью.Область p-типа слева от обедненной области имеет акцепторный слой отрицательных ионов, а справа — донорный слой положительных ионов, который индуцирует электрический поток или разность потенциалов на переходе. Концентрация заряда положительна слева от перехода и отрицательна справа от перехода. Этот потенциальный барьер останавливает миграцию дырок в область n-типа, а электронов — в область p-типа, поскольку потенциал для дырок и электронов возрастает, что позволит мигрировать в области n-типа и p-типа.Области носителей заряда вокруг обедненных областей также называются непокрытыми областями. Это показано на графике ниже.

Рис.7: График линейного градиента Dioe и ступенчатого диода

Также важно, что токи неосновных зарядов, то есть ток электронов в области p-типа и ток дырки в области n-типа, экспоненциально уменьшаются по длине диода. Меньший ток возникает из-за пар электронно-дырочных пар, генерируемых термически и зависящих от температуры.Эти токи настолько малы по величине, порядка микроампер. Однако в состоянии проводимости ток через диодный кристалл остается стабильным. Полный ток представляет собой сумму токов неосновной и основной зарядки из-за биполярной природы диода. Большинство зарядовых токов представляют собой дырочные токи в p-типе, а ток электронов в n-типе уменьшается, поскольку они мигрируют вблизи перехода из-за рекомбинации. Неосновные токи — это электронный ток в p-типе и дырочный ток в n-типе — максимальны вблизи перехода и уменьшаются по мере того, как они мигрируют от перехода как экспоненциальная функция.Большинство зарядовых токов в своих областях после пересечения перехода представляют собой диффузионные токи, а перед переходом — дрейфовые токи.

Концепция омических контактов — Помимо диода с PN-переходом, от выводов отходят два металлических полупроводниковых перехода для подключения устройства. Предполагается, что сопротивление этих металлических полупроводниковых контактов остается постоянным, несмотря на величину и направление тока. Во время работы диода приложенное напряжение эффективно только для увеличения или уменьшения высоты потенциального барьера PN-перехода.

Примечание. Использование ступенчатого диода может улучшить характеристики диода.

Принцип и работа

Принцип работы:

Возможные конфигурации диода:

1. Открытая цепь

2. Короткое замыкание

3. Смещение вперед

4. Обратное смещение

1. Разомкнутая цепь: В состоянии разомкнутой цепи ток, протекающий через диод, равен нулю (I = 0).Потенциальный барьер на PN-переходе остается таким же, как создаваемый при изготовлении диода.

Рис.8: Изображение, показывающее работу диода в конфигурации разомкнутой цепи

2. Короткое замыкание: В коротком замыкании суммарное напряжение в контуре должно быть равно нулю. Поэтому предполагается, что потенциальный барьер на PN-переходе компенсируется перепадами потенциала на переходах металл-полупроводник. Отверстия, создаваемые n-областью, должны быть переведены в p-область, что физически невозможно.Аналогичное обсуждение применимо к электронному току в n-области.

Вывод: высоту потенциального барьера нельзя измерить мультиметром напрямую.

Рис. 9: Изображение, показывающее работу диода в конфигурации короткого замыкания

3. Прямое смещение: В условиях прямого смещения на аноде прикладывается более высокий или положительный потенциал, а на катоде диода прикладывается отрицательный или более низкий потенциал.Положительный потенциал на аноде отталкивает дырки в p-области к n-области, в то время как отрицательный потенциал на катоде отталкивает электроны в n-области к p-области. Таким образом, высота потенциального барьера уменьшается. Область обеднения исчезает, когда приложенное напряжение равно потенциальному барьеру и через диод протекает большой ток. Напряжение, необходимое для приведения диода в состояние проводимости, называется «Напряжение включения / смещения / порога / зажигания». Ток имеет значительную величину, поскольку он в основном состоит из основных зарядовых токов, то есть дырочного тока в p-области и тока электронов в n-области.Ток, протекающий от анода к катоду, ограничен объемным сопротивлением кристалла, рекомбинацией зарядов и омическими контактными сопротивлениями на двух металлических полупроводниковых переходах. Ток ограничен порядком в миллиампер.

Рис.10: Изображение, показывающее работу диода дюйм вперед конфигурация смещения

4. Обратное смещение: В условиях обратного смещения на катод подается более высокий или положительный потенциал, а на аноде — отрицательный или более низкий потенциал.Отрицательный потенциал на аноде притягивает дырки в p-области, которые удалены от n-области, тогда как положительный потенциал на катоде притягивает электроны в n-области, которые удалены от p-области. Приложенное напряжение увеличивает высоту потенциального барьера. Ток протекает в основном из-за неосновных зарядовых токов, то есть электронного тока в p-области и дырочного тока в n-области. Таким образом, постоянный ток незначительной величины течет в обратном направлении, которое называется «обратным током насыщения».Практически диод остается в непроводящем состоянии. Обратный ток насыщения составляет порядка микроампер в германиевом диоде или наноампер в кремниевом диоде. обратный ток.

Рис.11: Изображение, показывающее работу диода в конфигурации с обратным смещением

Характеристики

Характеристики:

Фиг.12: График характеристик кривая диода

Ток, протекающий через диод, определяется уравнением:


где I D — ток диода. (Положительный для прямого и отрицательный для обратного)

I S — постоянный обратный ток насыщения

В — приложенное напряжение. (Положительный для прямого и отрицательный для обратного)

— коэффициент, зависящий от природы полупроводника.(1 для

германия и 2 кремния)

V T — вольт-эквивалент температуры, который задается T / 11600. (Т —

Температура в Кельвинах)

Когда на выводы диода подается прямое напряжение, диод начинает проводить. Во время проводимости напряжение включения или пороговое напряжение превышает приложенное прямое напряжение. Пороговое напряжение для германиевого диода составляет 0,3 В, а для кремниевого диода — 0.7В. Прямой ток (миллиамперный диапазон) сначала увеличивается линейно, а затем экспоненциально увеличивается для больших токов.

При приложении обратного напряжения через диод протекает обратный ток насыщения. Диод продолжает находиться в непроводящем состоянии до тех пор, пока обратное напряжение не упадет ниже напряжения стабилитрона. Поскольку обратное напряжение приближается к пиковому обратному напряжению, происходит пробой, называемый «лавинным пробоем». Во время пробоя неосновные носители заряда ионизируют стабильные атомы, после чего следует цепная ионизация с образованием большого количества свободных носителей заряда.Таким образом, диод замыкается накоротко и выходит из строя.

Примечание: При последовательном соединении диодов их эквивалентное пиковое обратное напряжение увеличивается, в то время как при параллельном соединении увеличивается допустимая токовая нагрузка.

При повышении температуры количество образованных термически электронных пар также увеличивается, тем самым увеличивая проводимость в обоих направлениях. Ток обратного насыщения также увеличивается с повышением температуры.Изменение составляет 11% на ° C для германиевого диода и 8% на ° C для кремниевого диода. С другой стороны, ток диода удваивается на каждые 10 ° C. С увеличением напряжения напряжение зажигания в прямых характеристиках уменьшается, а пиковое обратное напряжение увеличивается.

Примечание. Пиковое обратное напряжение можно уменьшить, увеличив уровень легирования. Та же концепция используется при разработке стабилитронов.

Сопротивление диода: Сопротивление, связанное с диодом, можно оценить тремя способами, и три типа сопротивления соответственно связаны с диодом.

· Постоянное или статическое сопротивление: это отношение напряжения диода к току диода в любой точке его характеристических кривых. Он определяется в точке на характеристических кривых.

· Переменный ток или динамическое сопротивление: это отношение изменения напряжения диода к изменению тока диода. Он определяется в точке на характеристических кривых над касательной.

· Среднее сопротивление переменному току: это отношение изменения напряжения диода к изменению тока диода по прямой линии, соединяющей два рабочих предела.

Рис.13: График характеристик сопротивления диода

Емкости диода: Диод имеет два типа емкостей: переходную емкость и диффузионную емкость.

. Емкость перехода: емкость, которая появляется между слоем положительных ионов в n-области и слоем отрицательных ионов в p-области.

· Диффузионная емкость: Эта емкость возникает из-за диффузии носителей заряда в противоположных областях.

Переходная емкость очень мала по сравнению с диффузионной емкостью.

При обратном переходе смещения емкость является доминирующей и определяется по формуле:

где C T — переходная емкость

А — площадь поперечного сечения диода

Вт — ширина обедненной области

При прямом смещении диффузионная емкость является доминирующей и определяется по формуле:

где C D — диффузионная емкость

dQ — изменение заряда хранится в области истощения

В — изменение приложенного напряжения

— временной интервал изменения напряжения

г — проводимость диода

r — сопротивление диода

Диффузионная емкость на низких частотах определяется по формуле:

Диффузионная емкость на высоких частотах обратно пропорциональна частоте и определяется формулой: Примечание: изменение диффузионной емкости в зависимости от приложенного напряжения используется в конструкции варактора.

Время переключения диода: В приложениях переменного тока, когда диод мгновенно переключается из состояния проводимости в состояние непроводимости, ему требуется некоторое время, чтобы вернуться в состояние непроводимости, и он ведет себя короткозамкнутым в течение короткого периода времени в обратном направлении. Это происходит потому, что при внезапном изменении смещения диода основные носители заряда, мигрировавшие в другую область, являются неосновными носителями заряда в этой области. В частности, дырки представляют собой неосновные носители, мигрировавшие из p-типа в n-тип при обратном смещении.. Этим дырам требуется некоторое время, чтобы вернуться в состояние непроводимости, которое называется «временем обратного восстановления». Время обратного восстановления — это сумма времени хранения и времени перехода.

· Время хранения: Период времени, в течение которого диод остается в состоянии проводимости даже в обратном направлении.

· Время перехода: Время, прошедшее до возврата в состояние непроводимости.

Желательно, чтобы эти диоды имели минимальное время переключения или обратного восстановления t rr .Время переключения диодов составляет от нескольких наносекунд до 1 микросекунды. Теперь также доступны быстросменные диоды с временем переключения до нескольких пикосекунд.

Рис.14: График характеристик времени переключения диодов

Идентификационный номер:

Диод отмечен полосой, которая указывает катодный вывод диода, как показано на рисунке ниже:

Фиг. 15: Изображение, показывающее идентификацию выводов диода

Примечание. Доступны различные малосигнальные диоды, такие как IN4148, 0A90, и выпрямительные диоды, такие как IN4001-4007, IN5400-5408, BY125-127, с различными значениями тока, обратного тока насыщения и пикового обратного напряжения.

Приложения

Заявление:

Диоды

используются в различных приложениях, таких как выпрямление, ограничитель, фиксатор, умножитель напряжения, компаратор, вентили выборки и фильтры.

1. Выпрямление — Выпрямление означает преобразование переменного напряжения в постоянное. Распространенными схемами выпрямления являются однополупериодный выпрямитель (HWR), двухполупериодный выпрямитель (FWR) и мостовой выпрямитель.

· Полупериодный выпрямитель: Эта схема выпрямляет положительный или отрицательный импульс входного переменного тока.Цифра такая, как показано ниже:

Рис.16: Принципиальная схема диодного полуволнового выпрямителя

· Двухполупериодный выпрямитель: эта схема преобразует весь сигнал переменного тока в постоянный. Цифра такая, как показано ниже:

Рис.17: Принципиальная схема диодного полноволнового выпрямителя

· Мостовой выпрямитель: Эта схема преобразует весь сигнал переменного тока в постоянный. Цифра такая, как показано ниже:

Фиг.18: Принципиальная схема диодного мостового выпрямителя

2. Ограничитель — Диод может использоваться для отсечения некоторой части импульса без искажения остальной части сигнала. Цифра такая, как показано ниже:

Рис.19: Принципиальная схема диодного ограничителя

3. Фиксатор — схема ограничения ограничивает уровни напряжения, чтобы превысить предел, сдвигая уровень постоянного тока. На размах не влияет зажим.Диоды с резисторами и конденсаторами используются для создания схем ограничения. Иногда для дополнительного сдвига могут использоваться независимые источники постоянного тока. Цифра такая, как показано ниже:

Рис.20: Принципиальная схема диодного фиксатора

Лист данных Анализ

Анализ данных:

В технических характеристиках диодов содержится ценная информация об их различных параметрах, например:

· обратное пиковое напряжение,

· Обратные токи насыщения при заданных обратных напряжениях,

· Максимальный прямой ток,

· Уровни емкости,

rse время восстановления,

· Температура хранения и эксплуатации,

· Пиковый повторяющийся прямой ток,

· Пиковый прямой импульсный ток,

· Средний импульсный ток и многое другое..

Также прилагаются графики для отображения вольт-амперных характеристик и температурных зависимостей.

Выпрямительные диоды на рынке:

· Диоды с обозначениями от IN4001 до IN4007 доступны с максимальным прямым напряжением 1,1 В и 1 А — максимальным выпрямляющим током. Максимальный обратный ток составляет 5 мкА, а PIV (пиковое обратное напряжение) варьируется от 50 В до 1000 В.

· Другая серия диодов — от IN5400 до IN5408 с максимальным прямым напряжением 1.2 В и 3 А — максимальный выпрямительный ток. Максимальный обратный ток составляет 5 мкА, а PIV (пиковое обратное напряжение) варьируется от 50 В до 1000 В.

Проверка диода

Проверка диода:

Диод может иметь разрыв или короткое замыкание при повреждении. Его можно проверить с помощью мультиметра, выполнив следующие действия:

1. Вставьте щупы в необходимые гнезда: Цифровой мультиметр будет иметь несколько гнезд для контрольных щупов.Вставьте эти датчики и проверьте, вставлены ли они уже в правильные гнезда. Обычно они помечены как COM для общего, а другие — для тока или напряжения. Обычно он совмещен с гнездом для измерения напряжения.

2. Включите мультиметр и выберите максимальный диапазон сопротивления.

3. Проверьте сопротивление в прямом и обратном направлении. Поместите красный зонд на анод диода и черный зонд на катод, чтобы измерить прямое сопротивление. Поместите красный датчик на катод диода и черный датчик на анод, чтобы измерить обратное сопротивление.Прямое сопротивление должно быть очень маленьким в несколько Ом, в то время как обратное сопротивление должно быть очень высоким в диапазоне мегаом. Если прямое сопротивление очень велико, диод разомкнут, а если обратное сопротивление очень мало, диод будет замкнут накоротко.

4. Другой способ — подобрать диод на мультиметре. Поместите красный датчик на анод диода и черный датчик на катод, и мультиметр издает звуковой сигнал, это указывает на короткое замыкание, в противном случае он разомкнут. Поместите красный зонд на катод диода и черный зонд на анод, и если мультиметр не издает звуковой сигнал, это указывает на обрыв цепи, в противном случае, если он издает звуковой сигнал, диод короткое.

5. Выключите мультиметр: После измерения сопротивления мультиметр можно выключить для сохранения батарей. Также целесообразно установить функциональный переключатель в положение высокого напряжения. Таким образом, если мультиметр снова используется для другого типа считывания, не будет причинен ущерб, если он будет использован случайно без выбора правильного диапазона и функции.


В рубрике: Учебники
С тегами: диод, переход, pn

Сопротивление диода — статическое, динамическое и обратное сопротивление

А п-п переходной диод пропускает электрический ток в одном направление и блокирует электрический ток в другом направлении.Он пропускает электрический ток, когда он смещен в прямом направлении и блокирует электрический ток при обратном смещении. Тем не мение, ни один диод не пропускает электрический ток полностью даже в прямом предвзятое состояние.

истощение область, присутствующая в диоде, действует как барьер для электрический ток. Следовательно, он предлагает сопротивление электрический ток.Кроме того, атомы, присутствующие в диоде обеспечить некоторое сопротивление электрическому току.

Когда носители заряда (свободные электроны и дырки) протекая через диод, сталкивается с атомами, они теряют энергию в виде тепла. Таким образом, область обеднения и атомы оказывать сопротивление электрическому току.

Когда прямое смещенное напряжение применяется к диоду с p-n переходом, ширина обеднения регион уменьшается.Однако область истощения не может полностью исчезнуть. Существует тонкая область истощения или истощение слоя в носовой части смещенный диод. Следовательно, тонкая обедненная область и атомы в диоде оказывают некоторое сопротивление электрическому Текущий. Это сопротивление называется прямым сопротивлением.

Когда диод смещен в обратном направлении, ширина обедненной области увеличивается.В результате большое количество носителей заряда (свободные электроны и дырки), протекающие через диод, будут заблокирован областью истощения.

В обратный смещенный диод, только небольшое количество электрического тока потоки. Неосновные носители, присутствующие в диоде, несут это электрический ток. Таким образом, диод с обратным смещением обеспечивает большую сопротивление электрическому току.Это сопротивление называется обратным сопротивлением.

в p-n переходе имеет место два типа сопротивления диоды бывают:

  • Вперед сопротивление
  • Реверс сопротивление

Нападающий сопротивление

Нападающий сопротивление сопротивление, обеспечиваемое диодом p-n-перехода, когда он смещен в прямом направлении.

В диод с прямым смещением p-n перехода, два типа сопротивления происходит в зависимости от приложенного напряжения.

в диоде с прямым смещением имеют место два типа сопротивления

  • Статический сопротивление или сопротивление постоянному току
  • Динамический сопротивление или сопротивление переменному току

Статический сопротивление или сопротивление постоянному току

Когда прямое смещенное напряжение подается на диод, который подключен к цепи постоянного тока, течет постоянный или постоянный ток через диод.Постоянный ток или электрический ток ничего, кроме потока носителей заряда (свободных электронов или отверстия) через проводник. В цепи постоянного тока носители заряда непрерывно движутся в одиночном направление или прямое направление.

сопротивление, обеспечиваемое диодом с p-n переходом, когда он подключение к цепи постоянного тока называется статическим сопротивлением.

Статический сопротивление также определяется как отношение напряжения постоянного тока, приложенного к диод к постоянному току или постоянному току, протекающему через диод.

сопротивление обеспечивается диодом p-n-перехода при прямом смещении Состояние обозначается как R f .

динамический сопротивление или сопротивление переменному току

динамическое сопротивление — это сопротивление, обеспечиваемое p-n переходной диод при подаче переменного напряжения.

Когда прямое смещенное напряжение подается на диод, который подключен к цепи переменного тока, течет переменный или переменный ток хоть диод.

В Цепь переменного тока, носители заряда или электрический ток не поток в одном направлении. Он течет как вперед, так и обратное направление.

динамический сопротивление также определяется как отношение изменения напряжения к изменение тока.Обозначается как r f .

Реверс сопротивление

Реверс сопротивление сопротивление, обеспечиваемое диодом p-n-перехода, когда он имеет обратное смещение.

Когда обратное смещенное напряжение подается на диод p-n перехода, ширина обедненной области увеличивается. Это истощение область действует как барьер для электрического тока.Следовательно, a большое количество электрического тока блокируется истощением область. Таким образом, диод с обратным смещением обеспечивает большое сопротивление электрический ток.

сопротивление предлагаемый обратносмещенным диодом p-n перехода очень большой по сравнению с диодом с прямым смещением. Обратное сопротивление находится в диапазоне мегаом (МОм).

FSU Electronics Prelab — DocShare.tips

ЭКСПЕРИМЕНТ № 1
I-V ХАРАКТЕРИСТИКИ КРЕМНИЕВОГО ДИОДА PN-ПЕРЕХОДА
PN-переходной диод
Фон
Кремниевый диод с PN-переходом представляет собой полупроводниковое устройство с двумя выводами, изготовленное методом легирования
полупроводник с дырками (тип P) и электронами (тип N).

Рис. E-1: Электрические символы PN-диода с переходным соединением

В зависимости от приложенного напряжения, диоды могут иметь «прямое» или «обратное» смещение.
Для «прямого смещения» положительный вывод источника питания подключается к аноду диода,
, а отрицательный полюс источника питания подключается к катоду диода.
Для «обратного смещения» положительный полюс источника питания идет на катод диода, а отрицательный
источника питания идет на анод диода. Для «обратного смещения» текущий расход
почти равен нулю (диапазон мкА).
Диод является нелинейным элементом схемы, то есть его соотношение напряжения и тока нелинейно (например,по сравнению с резистором, чьи ВАХ линейны)

Рис. E-2: График ВАХ PN-переходного диода

Некоторые типы PN-переходных диодов: выпрямительный диод, стабилитрон, светоизлучающий диод
(LED) и т. д.
Общее соотношение между током и напряжением диода определяется следующим образом:

Где
• Is — это обратный ток насыщения, и его значение является постоянным для конкретного диода.
Обычно это очень небольшое значение тока, поскольку в обратном направлении
ток практически не течет.
• η — еще одна константа, значение которой находится в диапазоне от 1 до 2 в зависимости от материала полупроводникового диода
.
 VT — тепловое эквивалентное напряжение.

Где k — постоянная Больцмана (1,38E-23 Дж / K), T — температура в Кельвинах, а q
— основной заряд электрона
(1,6E-19 C). Значение VT при комнатной температуре обычно принимается равным 26 мВ.
 VD — приложенное напряжение между выводами диода.
 ID — ток диода.

В этом лабораторном эксперименте будут изучены характеристики прямого и обратного смещения диода
с PN переходом.Лабораторный эксперимент проводится в группах по
студентов по два человека на рабочее место.

Предварительная лаборатория
1. Смоделируйте ВАХ диода 1N4001GP, который мы будем использовать в этой лабораторной работе.
Для этого откройте MultiSim и выберите устройство 1N4001GP с помощью кнопки «Поместить диод»
. Затем выберите инструмент IV-анализ на панели инструментов «Инструменты» (расположенной в правой части экрана
).

Рис. P-1: Расположение панели инструментов Multisim для анализатора IV

2. Подключите устройство и инструмент, как показано ниже

Рис.P-2: Анализатор IV, подключенный к диоду

3. Смоделируйте схему и дважды щелкните инструмент IV-Analysis (XIVI) и установите параметры
, как показано ниже.

Рис. P-3: Диалоговое окно параметров анализатора IV

4. Сделайте снимок экрана с графиком ВАХ, распечатайте его и прикрепите к записным книжкам
в своей лаборатории.
5. Запишите значение тока насыщения обратного смещения Is и напряжения включения Vf,
диода

Процедура эксперимента
Оборудование и компоненты, необходимые для этого эксперимента:
— Макетная плата, провода
— A выпрямительный диод (напр.1N4001)
— Резисторы (1K и 2K)
— Мультиметры (А-метр и В-метр)
— Регулируемый источник питания постоянного тока
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ: Постройте схему №1 ниже. (Конфигурация прямого смещения):

Рис. E-1: Схема для анализа характеристики прямого смещения

a. Для каждого значения Vin измерьте Vd и Id и запишите значения, как показано ниже:
Vin (V)

Vd (V)

Id (mA)

Регулируя Vin, снимите 10 показаний Vd и Id, для 0 В для Vd). Это область, где диод не проводит. Обратите внимание, что изменения
для Vd, а НЕ для Vin. Если предположить, что приращения относятся к Vin, это приведет к ограниченным
измерениям для Vd. Внимательно следите за измерением напряжения на МУЛЬТИМЕТРЕ
, и как только он достигнет желаемого значения Vd, запишите соответствующие значения
для Vin (отображение источника питания) и Id (ток измерения мультиметром). Кроме того, для
значение Id может быть очень маленьким, убедитесь, что вы уменьшили разрешение мультиметра
, чтобы вы могли его записать.
г. Теперь снимите еще 10 показаний для Vd и Id для 0,5V Vd). Это область, где диод сначала начинает проводить, а затем полностью включается
.
г. Замените резистор R = 1K на резистор R = 2K. Повторите часть «а» и часть «б» выше. (Начиная с
эксперимент проводится в группах по два студента, один студент выполняет части a
и b, другой выполняет часть c)
ЧАСТЬ ВТОРАЯ: Постройте схему № 2 ниже. (Конфигурация с обратным смещением)

Рис.E-2: Схема для анализа характеристик обратного смещения

a. Для каждого значения Vin измерьте Vd и Id. Регулируя Vin, снимите 10 показаний для Vd
и Id для -5V , поэтому убедитесь, что вы уменьшили разрешение мультиметра, чтобы его можно было записать.
г. Замените резистор R = 1K на резистор R = 2K. Повторите часть «а» выше.
(Поскольку эксперимент проводится в группах по два студента, один студент выполняет
часть «а», другой — часть «б»)

—————— ————————————————— ————— Ваш лабораторный отчет за следующую неделю:
 Лабораторные отчеты должны быть отправлены на следующей неделе в начале лабораторного периода
.
 10 баллов будут вычитаться в день за несвоевременную подачу отчета
 Должен быть аккуратно напечатанный отчет с распечатанными таблицами, графиками и схемами. Все
рисунков, таблиц и графиков должны быть правильно названы и пронумерованы, т.е. Рис. 1, Таблица 1.
и т. Д.
 Не отправляйте отчет, идентичный вашему партнеру по лаборатории.
1.

Введение должно содержать цель эксперимента в двух предложениях и
введение в эксперимент. Включите также принципиальную схему.

2.

Общие сведения о:
— Выпрямительные диоды (прямое и обратное смещение)
— Обсудите поведение двух схем выше

3.

Можно показать экспериментальные результаты вместе с ожидаемыми результатами. Используя ваше любимое программное обеспечение для построения графиков
(Matlab, Excel и т. Д.), Постройте график ВАХ диода
, Id в зависимости от Vd, как для прямого, так и для обратного смещения (на одном графике). Используйте данные
точки (не линию) для ваших графиков.
По вашему графику оцените значения порогового значения или напряжения включения диода «vf»
и тока насыщения обратного смещения диода «Is».При прямом смещении первый коэффициент
основного уравнения взаимосвязи диода очень велик по сравнению со вторым коэффициентом
, и уравнение диода можно записать как

. Используя это уравнение и значение Is, которое вы оценили, найдите значения  и
проверяют, являются ли значения почти постоянными или нет. Используйте VT = 26 мВ.
4.

Обсуждение
Проанализируйте данные и сравните их с ожидаемыми результатами. Включите ваши результаты и
графиков, полученных во время предварительной лабораторной работы из моделирования MultiSim.Объясните
расхождений, если таковые имеются, со значениями Vf и Is, полученными во время моделирования. Включите также количественный анализ ошибок
.
Вопросы:
В вашем отчете должны быть даны ответы на следующие вопросы
a) Используя данные, собранные во время эксперимента, рассчитайте мощность, рассеиваемую диодом
для:
i. Vd = 0,2 В
ii. Vd = 0,7 В
iii. Vd = -3V.

b) Ожидаете ли вы, что диод будет рассеивать больше мощности при прямом смещении по сравнению с обратным смещением
? Почему?
c) Для чего нужен резистор 1 кОм в схемах выше?
г) Что могло бы случиться с диодом, если бы не было последовательного резистора (т.е.е. 1К)?
5.

Заключение
Дайте вдумчивое заключение эксперимента. Ни в коем случае не используйте
утверждения типа «Я действительно многому научился…» «Это помогло мне научиться…». Каждый студент
должен дать свое собственное индивидуальное заключение.

Индивидуальные баллы выставляются на основе аккуратности, полноты и общего качества
работы. Обсуждение и Заключение должны быть отдельными, не объединяйте их вместе
в одну часть.
———————————- Для дополнительной информации о диодах, руководств по диодам и спецификации диодов:
Зайдите на www.google.com и в поле поиска введите:
Учебное пособие по диодам, техническое описание диодов

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.