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 ?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:

|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) 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|0,8|0,9|1,0|1,1|Uпр|
| | | | | | | | | | | | |,В |
| | | | | | | |U1 | | | |U8 | |

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

?I1 = 10 мА, ?U1 = 0,10 В, r1 = ?U1 / ?I1 = 0,10 / 10 мА = 10
Ом
?I2 = 20 мА, ?U2 = 0,08 В, r2 = ?U2 / ?I2 = 0,08 / 20 мА = 4
Ом
?I3 = 20 мА, ?U3 = 0,05 В, r3 = ?U3 / ?I3 = 0,05 / 20 мА = 2,5
Ом
?I4 = 20 мА, ?U4 = 0,04 В, r4 = ?U4 / ?I4 = 0,04 / 20 мА = 2
Ом
?I5 = 40 мА, ?U5 = 0,07 В, r5 = ?U5 / ?I5 = 0,07 / 40 мА = 1,7
Ом
?I6 = 40 мА, ?U6 = 0,06 В, r6 = ?U6 / ?I6 = 0,06 / 40 мА = 1,5
Ом
?I7 = 40 мА, ?U7 = 0,07 В, r7 = ?U7 / ?I7 = 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|0,8|0,9|1,0|1,1|Uпр|
| | | | | | | | | | | | |,В |
| | | | | | | |U1 | | | |U8 | |

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|0,8|0,9|1,0|1,1|Uпр|
| | | | | | | | | | | | |,В |
| | | | | | | |U1 | | | |U7 | |

Зависимость тока Iобр от обратного напряжения Uобр:

|Iоб| | | | | | | | | | | |
|р,м| | | | | | | | | | | |
|кА | | | | | | | | | | | |
|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 |45 |50 |Uоб|
| | | | | | | | |U1 | |U7 |,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

?I1 = 0,25 мкА, ?U1 = 3 В, r1 = ?U1 / ?I1 = 3 / 0,25 мкА =
12 МОм
?I2 = 0,50 мкА, ?U2 = 2 В, r2 = ?U2 / ?I2 = 2 / 0,50 мкА =
4 МОм
?I3 = 1,00 мкА, ?U3 = 2 В, r3 = ?U3 / ?I3 = 2 / 1,00 мкА =
2 МОм
?I4 = 1,00 мкА, ?U4 = 2 В, r4 = ?U4 / ?I4 = 2 / 1,00 мкА =
2 МОм
?I5 = 1,00 мкА, ?U5 = 2 В, r5 = ?U5 / ?I5 = 2 / 1,00 мкА =
2 МОм
?I6 = 1,00 мкА, ?U6 = 2 В, r6 = ?U6 / ?I6 = 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 |45 |50 |Uоб|
| | | | | | | | |U1 | |U7 |,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 |45 |50 |Uоб|
| | | | | | | | |U1 | |U7 |,В |

2) График зависимости ёмкость Собр от обратного напряжения:

|Сд,| | | | | |
| | | | | | |
|пФ | | | | | |
|4 | | | | | |
|3 | | | | | |
|2 | | | | | |
|1 | | | | | |
|0 |20 |40 |60 |80 |Uоб|
| | | | | |рВ |

Определение величин температурных коэффициентов.

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

|Iпр| | | | | | | | | |
|,мА| | | | | | | | | |
|200| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
|160| | | | | | | | | |
|120| | | | | | | | | |
|80 | | | | | | | | | |
|40 | | | | | | | | | |
|0 |0,2|0,4|0,6|0,8|1,0|1,2|1,4|1,6|Uпр|
| | | | | | | | | |,В |
| | | | | | |U1 | |U2 | |

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

|Iоб| | | | | | | |
|р,м| | | | | | | |
|кА | | | | | | | |
|150| | | | | | | |
| | | | | | | | |
|I2 | | | | | | | |
|125| | | | | | |
|100| | | | | | |
|75 | | | | | | |
|50 | | | | | | |
|25 | | | | | | |
|I1 | | | | | | |
|0 |10 |20 |30 |40 |50 |60 |Uоб|
| | | | | |U | |рВ |

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| | | | | | |
|300| | | | | | | |
|200| | | | | | | |
| | | | | | | | |
|I1 | | | | | | | |
|100| | | | | | |
|0 |0,2|0,4|0,6|0,8|1,0| |Uпр|
| | | | | | |1,2|,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..

-----------------------
213К

298К

393К

213К

298К

[pic]

298К

398К

[pic]

U2

U1

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]