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< /b>
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..