Скачать .docx |
Реферат: Элементная база радиоэлектронной аппаратуры
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 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:
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 Собр 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 Iобр .
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
Определение сопротивления базы.
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..