УПИ – УГТУ

Кафедра радиоприёмные устройства.

Контрольная работа № 1

по дисциплине: “ Элементная база радиоэлектронной аппаратуры “ .

Вариант № 17

Шифр:

Ф.И.О

Заочный факультет

Радиотехника

Курс: 3

Краткая словесная характеристика диода.

Диод кремниевый эпитаксиально- планарный.

Выпускаются в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Диоды маркируются цветным кодом: одной широкой и одной узкой полосами зелёного цвета со стороны вывода катода.

Масса диода не более 0,15 г.

Паспортные параметры.

Электрические параметры:

Постоянное прямое напряжение при не I _пр = 200 мА более:

при 298 и 398 К …………………………………………………………….. 1,1 В

при 213 К …………………………………………………………………… 1,5 В

Постоянный обратный ток при U _пр = 50 В , не более:

при 298 и 213 К ……………………………………………………………. 5 мкА

при 398 К …………………………………………………………………… 150 мкА

Заряд переключения при I _пр = 50 мА, U _обр,и = 10 В, не более ………………. 400 пКл

Общая ёмкость диода при U _обр = 0 В, не более ………………………………… 4 пФ

Время обратного восстановления при I _пр = 50 мА, U _обр,и = 10 В,

I _отсч = 2 мА не более ……………………………………………………………… 4 нс

Предельные эксплуатационные данные:

Постоянное, импульсное обратное напряжение (любой формы и

периодичности) ……………………………………………………………………… 50 В

Импульсное обратное напряжение при длительности импульса (на уровне 50 В)

не более 2 мкс и скважности не менее 10 ………………………………………… 70 В

Постоянный или средний прямой ток:

при температуре от 213 до 323 К ………………………………………… 200 мА

при 393 К ………………………………………………………………….. 100 мА

Импульсной прямой ток при τ_и ≤ 10 мкс (без превышения среднего прямого тока):

при температуре от 213 до 323 К ………………………………………… 1500 мА

при 393 К ………………………………………………………………….. 500 мА

Температура перехода ……………………………………………………………… 423 К

Температура окружающей среды ………………………………………………….От 213 до

393 К

Семейство вольтамперных характеристик:

I пр ,мА
200
160
120
80
40
0	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0	U пр ,В

Расчёты и графики зависимостей:

1) сопротивление постоянному току R₌ и переменному току (малый сигнал) r_~ от прямого и обратного напряжения для комнатной температуры 298 К .

Зависимость тока от прямого напряжения:

I пр ,мА
200 I8
180
160
140
120
100
80
60
40
20 I1
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7 U1	0,8	0,9	1,0	1,1 U8	U пр ,В

I₁ = 10 мА, U₁ = 0,63 В, R₁ = U₁ / I₁ = 0,63 / 10 мА = 63 Ом

I₂ = 20 мА, U₂ = 0,73 В, R₂ = U₂ / I₂ = 0,73 / 20 мА = 36,5 Ом

I₃ = 40 мА, U₃ = 0,81 В, R₃ = U₃ / I₃ = 0,81 / 40 мА = 20,3 Ом

I₄ = 60 мА, U₄ = 0,86 В, R₄ = U₄ / I₄ = 0,86 / 60 мА = 14,3 Ом

I₅ = 80 мА, U₅ = 0,90 В, R₅ = U₅ / I₅ = 0,90 / 80 мА = 11,3 Ом

I₆ = 120 мА, U₆ = 0,97 В, R₆ = U₆ / I₆ = 0,97 / 120 мА = 8,03 Ом

I₇ = 160 мА, U₇ = 1,03 В, R₇ = U₇ / I₇ = 1,03 / 160 мА = 6,4 Ом

I₈ = 200 мА, U₈ = 1,10 В, R₈ = U₈ / I₈ = 1,10 / 200 мА = 5,5 Ом

ΔI₁ = 10 мА , ΔU₁ = 0,10 В, r₁ = ΔU₁ / ΔI₁ = 0 ,10 / 10 мА = 10 Ом

ΔI₂ = 20 мА , ΔU₂ = 0,08 В, r₂ = ΔU₂ / ΔI₂ = 0 ,08 / 20 мА = 4 Ом

ΔI₃ = 20 мА , ΔU₃ = 0,05 В, r₃ = ΔU₃ / ΔI₃ = 0 ,05 / 20 мА = 2,5 Ом

ΔI₄ = 20 мА , ΔU₄ = 0,04 В, r₄ = ΔU₄ / ΔI₄ = 0 ,04 / 20 мА = 2 Ом

ΔI₅ = 40 мА , ΔU₅ = 0,07 В, r₅ = ΔU₅ / ΔI₅ = 0 ,07 / 40 мА = 1,7 Ом

ΔI₆ = 40 мА , ΔU₆ = 0,06 В, r₆ = ΔU₆ / ΔI₆ = 0 ,06 / 40 мА = 1,5 Ом

ΔI₇ = 40 мА , ΔU₇ = 0,07 В, r₇ = ΔU₇ / ΔI₇ = 0 ,07 / 40 мА = 1,7 Ом

Зависимость сопротивления постоянному току R₌ от прямого напряжения U _пр :

R= ,Ом
70 R1
60
50
40
30
20
10 R8
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7 U1	0,8	0,9	1,0	1,1 U8	U пр ,В

Зависимость сопротивления переменному току r_~ от прямого напряжения U _пр :

r~ ,Ом
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7 U1	0,8	0,9	1,0	1,1 U7	U пр ,В

Зависимость тока I _обр от обратного напряжения U _обр :

I обр ,мк А
5,0 I7
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5 I1
0	5	10	15	20	25	30	35	40 U1	45	50 U7	U об ,В

I₁ = 0 ,25 мкА, U₁ = 37 В, R₁ = U₁ / I₁ = 37 / 0,25 мкА = 148 МОм

I₂ = 0,50 мкА, U₂ = 40 В, R₂ = U₂ / I₂ = 40 / 0,50 мкА = 80 М Ом

I₃ = 1,00 мкА, U₃ = 42 В, R₃ = U₃ / I₃ = 42 / 1,00 мкА = 42 МОм

I₄ = 2,00 мкА, U₄ = 44 В, R₄ = U₄ / I₄ = 44 / 2,00 мкА = 22 М Ом

I₅ = 3,00 мкА, U₅ = 46 В, R₅ = U₅ / I₅ = 46 / 3,00 мкА = 15,3 МОм

I₆ = 4,00 мкА, U₆ = 48 В, R₆ = U₆ / I₆ = 48 / 4,00 мкА = 12 М Ом

I₇ = 5,00 мкА, U₇ = 50 В, R₇ = U₇ / I₇ = 50 / 5,00 мкА = 10 МОм

ΔI₁ = 0,25 мкА , ΔU₁ = 3 В, r₁ = ΔU₁ / ΔI₁ = 3 / 0,25 мкА = 12 МОм

ΔI₂ = 0,50 мкА , ΔU₂ = 2 В, r₂ = ΔU₂ / ΔI₂ = 2 / 0,50 мкА = 4 МОм

ΔI₃ = 1,00 мкА , ΔU₃ = 2 В, r₃ = ΔU₃ / ΔI₃ = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

ΔI₄ = 1,00 мкА , ΔU₄ = 2 В, r₄ = ΔU₄ / ΔI₄ = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

ΔI₅ = 1,00 мкА , ΔU₅ = 2 В, r₅ = ΔU₅ / ΔI₅ = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

ΔI₆ = 1,00 мкА , ΔU₆ = 2 В, r₆ = ΔU₆ / ΔI₆ = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

Зависимость сопротивления постоянному току R₌ от обратного напряжения U _обр :

R= , МОм
160
140
120
100
80
60
40
20
0	5	10	15	20	25	30	35	40 U1	45	50 U7	U об ,В

Зависимость сопротивления переменному току r_~ от обратного напряжения U _обр :

r~ , МОм
12
10
8
6
4
2
0	5	10	15	20	25	30	35	40 U1	45	50 U7	U об ,В

2) График зависимости ёмкость С_обр от обратного напряжения:

Сд , пФ
4
3
2
1
0	20	40	60	80	U обр В

Определение величин температурных коэффициентов.

Определим графически из семейства вольтамперных характеристик величины температурных коэффициентов ТК U _пр и ТК I_обр .

I пр ,мА
200
160
120
80
40
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2 U1	1,4	1,6 U2	U пр ,В

I = 200 мА, U₁ = 1,5 B, U₂ = 1,1 B, T₁ = 298 K, T₂ = 213 K

I обр ,мк А
150 I2
125
100
75
50
25 I1
0	10	20	30	40	50 U	60	U обр В

U = 50 B, I₁ = 5 мкА, I₂ = 150 мкА, Т₁ = 298 К, Т₂ = 398 К

Величина сопротивления базы r _б оценивается по наклону прямой ветви ВАХ при больших токах (Т=298К):

I пр ,мА
500 I2
400
300
200 I1
100
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	U пр ,В

Тепловой потенциал:

По вольтамперной характеристике определяем:

U₁ = 1,1 В, U₂ = 1,2 В,

I₁ = 200 мА, I₂ = 500 мА

Малосигнальная высокочастотная схема диода

и величины её элементов.

Малосигнальная высокочастотная схема диода при обратном смещении:

Величины элементов схемы при U _обр = 5 В :

Библиографический список.

1) “Электронные приборы: учебник для вузов” Дулин В.Н., Аваев Н.А., Демин В.П. под ред. Шишкина Г.Г. ; Энергоатомиздат, 1989 г..

2) Батушев В.А. “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1980г.

3) Справочник “ Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы”; М.: Энергоатомиздат, 1987г..

4) “ Исследование характеристик и параметров полупроводниковых приборов” методические указания к лабораторной работе по курсу “ Электронные приборы”; Свердловск, 1989г..