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

 

                                                                                         Работу не высылать.
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

 

                                                                                         Работу не высылать.
Аннотация.

	Целью работы является активизация самостоятельной учебной работы, развитие умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и характеристики, эквивалентные схемы полупроводниковых приборов.

Диод 2Д510А

 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 Iпр= 200 мА  более:
	при 298 и 398 К ……………………………………………………………..     1,1 В
	при 213 К ……………………………………………………………………     1,5 В 
Постоянный обратный ток при Uпр= 50 В,  не более:                                                                                                  
	при 298 и 213 К …………………………………………………………….         5 мкА
	при 398 К ……………………………………………………………………     150 мкА
Заряд переключения при Iпр= 50 мА, Uобр,и= 10 В, не более ……………….      400 пКл
Общая ёмкость диода при Uобр= 0 В,   не более …………………………………          4 пФ
Время обратного восстановления при Iпр= 50 мА, Uобр,и= 10 В, 
Iотсч= 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 τи ≤ 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:

Iпр,мА								

200								
160								

298К

120								

213К

80								
40								
0	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0	Uпр,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:

Iпр,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	Uпр,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 Uпр:

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	Uпр,В    	

Зависимость сопротивления переменному току r~ от прямого напряжения Uпр:

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	Uпр,В    	

Зависимость тока Iобр от обратного напряжения Uобр:

Iобр,мкА												
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	Uоб,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 МОм 
   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 МОм 
   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 МОм 
   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 Uобр:

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

Зависимость сопротивления переменному току r~ от обратного напряжения Uобр:

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

   

2)	График зависимости ёмкость Собр от обратного напряжения: 

Сд,
пФ						
4						
3						
2						
1
						
0	20	40	60	80	UобрВ	

Определение величин температурных коэффициентов.

	Определим графически из семейства вольтамперных характеристик величины температурных коэффициентов ТКUпр и  ТКIобр.

Iпр,мА										
200

298К

160										
120										

213К

80
										
40										
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
	1,2
U1	1,4	1,6
U2	Uпр,В    	

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

Iобр,мкА 								
150
I2								

398К

125							
100							

298К

75							
50							
25
I1							
0	10	20	30	40
	50
U	60	UобрВ	

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

Определение сопротивления базы.

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

Iпр,мА								
500
I2								
400							

U1

300								

U2

200
I1								
100							
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
	  1,2
	Uпр,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 Uобр = 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..