Узбекское агентство связи и информатизации

Лабораторная работа № 3


Исследование характеристики и параметров стабилитрона

Цель работы: Изучение принципов действия, вольт - амперных характеристик (ВАХ) и параметров, влияния температуры на характеристики и параметры полупроводникового стабилитрона.

1. Подготовка к лабораторной работе:

1. 
   ВАХ полупроводникового стабилитрона показана на рис. 3.1 а, а его обозначение в электрических схемах на рис. 3.1. б.
   

2. 
   Рабочий участок обратной ветви при значениях обратного напряжения U_ct.min-U_ct.max соответствует электрическому (обычно лавинному) пробою. В режиме пробоя небольшое изменение обратного напряжения вызывает сильное возрастание обратного тока.
   

Рис. 3.1. ВАХ полупроводникового стабилитрона (а) и
его условное графическое обозначение (б).

1.3. В режиме стабилизации напряжения ВАХ стабилитрона описывается линейной функцией:

(3.1)

где R_Д – дифференциальное сопротивление диода в режиме стабилизации напряжения, U_Б – пороговое значение напряжения.

1.4. Перечень некоторых электрических параметров стабилитронов общего назначения:

U_ст – напряжение стабилизации;
U_ст – временная нестабильность напряжения стабилизации;
U_тўғ – постоянное прямое напряжение стабилитрона;
I_ст,мин – минимально допустимый постоянный ток стабилизации;
I_ст,_мах – максимально допустимый постоянный ток стабилизации;
I_тўғ,_макс – максимально допустимый постоянный прямой ток стабилитрона;
Р_макс – максимально допустимая рассеиваемая мощность стабилитрона;
r_ст – дифференциальное сопротивление при заданном (I^*c);
_ст – температурный коэффициент напряжения стабилизации.


(3.2)

Имеются следующие группы стабилитронов: общего назначения; термокомпенсированные прецизионные; импульсные; двуханодные; стабисторы.

2. Задание на выполнение лабораторной работы:

2.1. Перед выполнением лабораторной работы нужно ознакомиться со схемой (рис. 3.2), методами измерений, используемыми измерительными приборами.

2.2. Снять ВАХ I_СТ=f(U_СТ ) стабилитрона (рис. 3.1. а).

Рис. 3.2. Схема измерения ВАХ полупроводникового стабилитрона.

Рекомендации для выполнения эксперимента:

Соберите схему для измерения ВАХ стабилитрона и выполните измерения в пределах допустимой точности.

Выполните обработку результатов измерений и определите значения параметров аппроксимирующей функции.

3. Обработка результатов измерений:

3.1. Из паспорта стабилитрона выписать его тип и основные параметры (минимальный и максимальный ток стабилизации I_cт,мин и I_cт,мах); среднее значение напряжения стабилизации (U_CТ); дифференциальное сопротивление (R_Д,CТ) и т.д.).

3.2. Пользуясь максимально допустимыми значениями стабилитрона, определите область изменения значения источника питания схемы и предельные значения измерительных приборов (амперметра и вольтметра).

3.3. Для ограничения максимального значения тока стабилитрона в схему последовательно включают резистор R_Б (рис. 3.2). Значение резистора должно соответствовать условию:

где Е1 – максимальное значение регулируемого напряжения питания.

3.4. Заготовить таблицу 3.1. для измерений.

Таблица 3.1.

IСТ ,мA	IСT.MIN					ICT.MAX
UСТ, B

3.5. Выполните измерения, заполнимте таблицу 3.1 и постройте ВАХ стабилитрона.

3.6. Аппроксимируйте линейной функцией (3.1) ВАХ стабилитрона в режиме стабилизации напряжения.

4. Содержание отчета:

1. схемы измерений;

2. таблицы и графики снятых зависимостей;
3. анализ результатов измерений и расчетов.

5. Контрольные вопросы.

1. Назовите основные виды пробоев р-n перехода.

2. Какой вид пробоя используется в стабилитронах ?
3. Нарисуйте ВАХ стабилитрона. Расскажите, какие физические процессы определяют форму характеристики на разных участках ?
4. Назовите основные электрические параметры стабилитрона и объясните их физический смысл.
5. Почему в качестве исходного материала для стабилитронов используется кремний, а не германий ?
6. Чем ограничена величина наибольшего тока стабилизации ?
7. Нарисуйте схему для снятия ВАХ стабилитрона.