Элементная база радиоэлектронной аппаратуры-1 (Контрольная)
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 |
|||||||
|
120 |
|||||||
|
80 |
|||||||
|
40 |
|||||||
|
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
Uпр,В |
Расчёты и графики зависимостей:
1) 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 |
||||||||||||
|
140 |
||||||||||||
|
100
|
||||||||||||
|
80 |
||||||||||||
|
I1 |
||||||||||||
|
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
|
||||||||||||
|
20 |
||||||||||||
|
R8 |
||||||||||||
|
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 |
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
4 |
||||||||||||
|
2 |
||||||||||||
|
1
|
||||||||||||
|
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 |
|||||||||||
|
3,5 |
|||||||||||
|
2,5
|
|||||||||||
|
1,5 |
|||||||||||
|
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 |
|||||||||||
|
140 |
|||||||||||
|
120 |
|||||||||||
|
100
|
|||||||||||
|
80 |
|||||||||||
|
|
|||||||||||
|
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 |
|||||||||||
|
10
|
|||||||||||
|
8 |
|||||||||||
|
6 |
|||||||||||
|
4 |
|||||||||||
|
|
|||||||||||
|
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 U1 |
45 |
50 U7 |
Uоб,В |
2) Собр от обратного напряжения:
|
Сд, пФ |
|||||
|
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 |
||||||||||
|
|
||||||||||
|
||||||||||
|
120 |
||||||||||
|
||||||||||
|
40 |
||||||||||
|
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 |
|||||||
|
|||||||
|
100 |
|||||||
|
|||||||
|
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 |
||||||||
|
I2 |
||||||||
|
400 |
||||||||
|
||||||||
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) “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1980г.
3) “ 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..