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 τ_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 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 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	Uпр,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	Uпр,В

Зависимость тока I_обр от обратного напряжения U_обр:

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 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	Uоб,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	Uоб,В

  

2) График зависимости ёмкость С_обр 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 ТКU_пр и  ТКI_обр.

Iпр,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	Uпр,В

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

Iобр,мкА
150 I2
125
100
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 r_б 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	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 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..