Характеристики диодов

1. При исследовании характеристик диода используется схема на рис. 1, а. В схему включен контрольный резистор г_к с небольшим сопротивлением (0,01...0,1 Ом). Напряжение в узле 2, равное падению напряжения на контрольном резисторе, пропорционально протекающему току через диод. При прямом напряжении ЭДС Е₁ изменяется от 0 до 1 вольта; при обратном — от 0 до -10 вольт. Диод D1 выбирается из библиотеки National (группа 1) или из библиотеки General (группа 2), причем номер варианта совпадает с порядковым номером диода в списке.

Для определения статического и динамического сопротивлений диода используется схема на рис. 1, б. В этой схеме на диод D1 одновременно поступают постоянное и небольшое переменное напряжения.

Включая в эту схему амперметры и вольтметры, легко измерить протекающие постоянные (режим DC приборов) и переменные (режим АС приборов) токи и возникающие на элементах напряжения. Отметим, что амплитуда переменного напряжения, подаваемого на диод, не должна превышать 0,1В. Только в этом случае характеристики диода на переменном токе линеаризируются.

Используя меню Analysis\Parameter Sweep, получить ВАХ исследуемого диода (рис. 2) при прямом напряжении. Выбрать самостоятельно рабочую точку диода. С помощью визирных линий определить статическое и динамическое сопротивления диода в рабочей точке.

Используя меню Analysis\Parameter Sweep, получить ВАХ исследуемого диода при обратных напряжениях. Найти обратный ток при обратном напряжении -5 В. Рассчитать статическое сопротивление диода при обратном напряжении. Сравнить статические сопротивления при прямом и обратном напряжениях. Сделать вывод об односторонней проводимости диода.

4. Изменяя напряжение E1 и (или) изменяя сопротивление резистора R1, установить в схеме, изображенной на рис. 1, б, выбранную выше рабочую точку. Определить с помощью ЭВМ все постоянные и переменные токи и напряжения на диоде. Частота переменного сигнала должна быть низкой (50... 100 Гц). Сопротивление разделительного конденсатора должно быть много меньше динамического сопротивления диода. Найти статическое и динамическое сопротивления диода в рабочей точке при прямом напряжении. Сверить результаты измерений и расчетов (рис. 2) статического и динамического сопротивлений диода.

5*. Подавая в схеме рис. 1, б обратное напряжение -5 В, найти динамическое сопротивление и емкость диода при обратном напряжении. Для измерения емкости частота входного сигнала должна быть установлена достаточно высокой, чтобы емкостное сопротивление было много меньше активного сопротивления диода.

6*. Изменяя сопротивление контрольного резистора в схеме рис. 1, а, исследовать его влияние на ВАХ диода. При каком сопротивлении контрольного резистора необходимо учитывать его влияние на ВАХ диода? С какой целью в некоторых случаях последовательно с диодом включаются добавочные резисторы?

7*. В схеме рис. 1, а на вход диода подать гармонический сигнал с амплитудой 1 вольт. Подключая осциллограф, наблюдать форму напряжения на нагрузочном резисторе. Объяснить эффект выпрямления тока, получаемый с помощью диода.