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..