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:

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:

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 I_>8>
180
160
140
120
100
80
60
40
20 I_>1>
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7 U_>1>	0,8	0,9	1,0	1,1 U_>8>	U_>пр>,В

I_>1> = 10 мА, U_>1> = 0,63 В, R_>1> = U_>1> / I_>1> = 0,63 / 10 мА = 63 Ом

I_>2> = 20 мА, U_>2> = 0,73 В, R_>2> = U_>2> / I_>2> = 0,73 / 20 мА = 36,5 Ом

I_>3> = 40 мА, U_>3> = 0,81 В, R_>3> = U_>3> / I_>3> = 0,81 / 40 мА = 20,3 Ом

I_>4> = 60 мА, U_>4> = 0,86 В, R_>4> = U_>4> / I_>4> = 0,86 / 60 мА = 14,3 Ом

I_>5> = 80 мА, U_>5> = 0,90 В, R_>5> = U_>5> / I_>5> = 0,90 / 80 мА = 11,3 Ом

I_>6> = 120 мА, U_>6> = 0,97 В, R_>6> = U_>6> / I_>6> = 0,97 / 120 мА = 8,03 Ом

I_>7> = 160 мА, U_>7> = 1,03 В, R_>7> = U_>7> / I_>7> = 1,03 / 160 мА = 6,4 Ом

I_>8> = 200 мА, U_>8> = 1,10 В, R_>8> = U_>8> / I_>8> = 1,10 / 200 мА = 5,5 Ом

ΔI_>1> = 10 мА, ΔU_>1> = 0,10 В, r_>1> = ΔU_>1> / ΔI_>1> = 0,10 / 10 мА = 10 Ом

ΔI_>2> = 20 мА, ΔU_>2> = 0,08 В, r_>2> = ΔU_>2> / ΔI_>2> = 0,08 / 20 мА = 4 Ом

ΔI_>3> = 20 мА, ΔU_>3> = 0,05 В, r_>3> = ΔU_>3> / ΔI_>3> = 0,05 / 20 мА = 2,5 Ом

ΔI_>4> = 20 мА, ΔU_>4> = 0,04 В, r_>4> = ΔU_>4> / ΔI_>4> = 0,04 / 20 мА = 2 Ом

ΔI_>5> = 40 мА, ΔU_>5> = 0,07 В, r_>5> = ΔU_>5> / ΔI_>5> = 0,07 / 40 мА = 1,7 Ом

ΔI_>6> = 40 мА, ΔU_>6> = 0,06 В, r_>6> = ΔU_>6> / ΔI_>6> = 0,06 / 40 мА = 1,5 Ом

ΔI_>7> = 40 мА, ΔU_>7> = 0,07 В, r_>7> = ΔU_>7> / ΔI_>7> = 0,07 / 40 мА = 1,7 Ом

Зависимость сопротивления постоянному току R_>=> от прямого напряжения U_>пр>:

R_>=>,Ом
70 R_>1>
60
50
40
30
20
10 R_>8>
0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7 U_>1>	0,8	0,9	1,0	1,1 U_>8>	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 U_>1>	0,8	0,9	1,0	1,1 U_>7>	U_>пр>,В

Зависимость тока I_>обр> от обратного напряжения U_>обр>:

I_>обр>,_>мк>А
5,0 I_>7>
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5 I_>1>
0	5	10	15	20	25	30	35	40 U_>1>	45	50 U_>7>	U_>об>,В

I_>1> = 0,25 мкА, U_>1> = 37 В, R_>1> = U_>1> / I_>1> = 37 / 0,25 мкА = 148 МОм

I_>2> = 0,50 мкА, U_>2> = 40 В, R_>2> = U_>2> / I_>2> = 40 / 0,50 мкА = 80 МОм

I_>3> = 1,00 мкА, U_>3> = 42 В, R_>3> = U_>3> / I_>3> = 42 / 1,00 мкА = 42 МОм

I_>4> = 2,00 мкА, U_>4> = 44 В, R_>4> = U_>4> / I_>4> = 44 / 2,00 мкА = 22 МОм

I_>5> = 3,00 мкА, U_>5> = 46 В, R_>5> = U_>5> / I_>5> = 46 / 3,00 мкА = 15,3 МОм

I_>6> = 4,00 мкА, U_>6> = 48 В, R_>6> = U_>6> / I_>6> = 48 / 4,00 мкА = 12 МОм

I_>7> = 5,00 мкА, U_>7> = 50 В, R_>7> = U_>7> / I_>7> = 50 / 5,00 мкА = 10 МОм

ΔI_>1> = 0,25 мкА, ΔU_>1> = 3 В, r_>1> = ΔU_>1> / ΔI_>1> = 3 / 0,25 мкА = 12 МОм

ΔI_>2> = 0,50 мкА, ΔU_>2> = 2 В, r_>2> = ΔU_>2> / ΔI_>2> = 2 / 0,50 мкА = 4 МОм

ΔI_>3> = 1,00 мкА, ΔU_>3> = 2 В, r_>3> = ΔU_>3> / ΔI_>3> = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

ΔI_>4> = 1,00 мкА, ΔU_>4> = 2 В, r_>4> = ΔU_>4> / ΔI_>4> = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

ΔI_>5> = 1,00 мкА, ΔU_>5> = 2 В, r_>5> = ΔU_>5> / ΔI_>5> = 2 / 1,00 мкА = 2 МОм

ΔI_>6> = 1,00 мкА, ΔU_>6> = 2 В, r_>6> = ΔU_>6> / ΔI_>6> = 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 U_>1>	45	50 U_>7>	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 U_>1>	45	50 U_>7>	U_>об>,В

График зависимости ёмкость С_>обр> от обратного напряжения:

С_>д>, 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 ТКU_>пр> и ТКI_>обр>.

I_>пр>,мА
200
160
120
80
40
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2 U_>1>	1,4	1,6 U_>2>	U_>пр>,В

I = 200 мА, U_>1>= 1,5 B, U_>2>= 1,1 B, T_>1>= 298 K, T_>2>= 213 K

I_>обр>,_>мк>А
150 I_>2>
125
100
75
50
25 I_>1>
0	10	20	30	40	50 U	60	U_>обр>В

U = 50 B, I_>1>= 5 мкА, I_>2>= 150 мкА, Т_>1>= 298 К, Т_>2>= 398 К

О
пределение сопротивления базы.

Величина сопротивления базы r_>б> оценивается по наклону прямой ветви ВАХ при больших токах (Т=298К):

I_>пр>,мА
500 I_>2>
400
300
200 I_>1>
100
0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	U_>пр>,В

Тепловой потенциал:

По вольтамперной характеристике определяем:

U_>1>= 1,1 В, U_>2>= 1,2 В,

I_>1>= 200 мА, I_>2>= 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.

“Электронные приборы: учебник для вузов” Дулин В.Н., Аваев Н.А., Демин В.П. под ред. Шишкина Г.Г. ; Энергоатомиздат, 1989 г..
Батушев В.А. “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1980г.
Справочник “ Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы”; М.: Энергоатомиздат, 1987г..
“ Исследование характеристик и параметров полупроводниковых приборов” методические указания к лабораторной работе по курсу “ Электронные приборы”; Свердловск, 1989г..