Элементная база радиоэлектронной аппаратуры-1
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)
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
|
0,7
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
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 Uпр:
r~,Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,7
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
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 Uобр:
R=, МОм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
U1
|
45
|
50
U7
|
Uоб,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
U1
|
45
|
50
U7
|
Uоб,В
|
2)
График зависимости ёмкость Собр 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 ТКUпр и ТКIобр.
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
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 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
|
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)
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..