Экспериментальная часть. P-n переход запертого кремниевого диода ведёт себя как изолятор и, таким образом, подобен диэлектрику конденсатора

Общие сведения

P-n переход запертого кремниевого диода ведёт себя как изолятор и, таким образом, подобен диэлектрику конденсатора. Приложенное обратное напряжение влияет на толщину р-n перехода и, соответственно, на ёмкость.

Задание 1: снять с помощью осциллографа вольтамперную характеристику варикапа.

Последовательность выполнения эксперимента:

• Запустите с рабочего стола компьютера программу STEND TOE 9.exe.

• Включите виртуальные приборы А1 и V1 и вызовите из МЕНЮ осциллограф. Настройте виртуальный осциллограф в режим X-Y (для получения на виртуальном осциллографе зависимости напряжения от тока включите режим X-Y переключателем «XY-развёртка») (A1 – горизонтальный вход, V1 – вертикальный вход).

• Приложите синусоидальное напряжение 12 В, 50 Гц (одно из линейных напряжения трёхфазного источника) к цепи (рисунок 3.4) и снимите осциллограмму зависимости напряжения от тока.

Рисунок 3.4 – Схема для выполнения эксперимента по снятию
вольтамперной характеристики варикапа

• Перенесите осциллограмму на координатную плоскость (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Вольтамперная характеристика варикапа

Задание 2: В параллельном резонансном контуре изучить зависимость резонансной частоты от обратного напряжения варикапа и влияние этого напряжения на ёмкость обеднённого (запирающего) слоя.

Последовательность выполнения эксперимента:

• Приложите синусоидальное напряжение амплитудой 10 В к цепи (рисунок 3.6). Частота напряжения должна быть между 10 и 20 кГц. На схеме V1 и V2 – входы мультиметров. Постоянное напряжение больше 15 В – путём последовательного соединения регулируемого и нерегулируемого источника напряжения.

Примечание:

Конденсатор служит для исключения пути протекания

постоянного тока через катушку и ввиду большой ёмкости не влияет на

параметры резонансного контура.

Рисунок 3.6 – Схема для выполнения эксперимента по снятию
вольтамперной характеристики варикапа

• Изменяйте обратное постоянное напряжение варикапа ступенями согласно таблице 3.2 и находите значения резонансной частоты f_РЕЗ для каждого значения обратного напряжения. Резонансная частота в данном случае – это та частота, при которой напряжение между концами параллельной цепочки достигает максимума. Занесите результаты измерений в таблицу. 3.2.

• По таблице 3.2 постройте график зависимости резонансной частоты от обратного напряжения U_ОБР (рисунок 3.5).

Таблица 3.2 – Таблица результатов измерений и вычислений

Uобр, В	Fрез, кГц	L, мГн	С, пФ

Рисунок 3.5 – График зависимости резонансной частоты
от обратного напряжения U_ОБР

• Вычислите ёмкость обратной цепи по измеренным резонансным частотам и индуктивности, занесите значения в таблицу. 3.2.

,

где С – ёмкость варикапа в Ф;

L – индуктивность катушки в Гн;

f_рез – резонансная частота в Гц.

• Занесите значения ёмкости варикапа в таблицу 3.2. Затем постройте зависимость ёмкости запорного слоя C от обратного напряжения U_ОБР на систему координат в предложенном масштабе (рисунок 3.6).

Вопрос 1: Какова величина порогового напряжения варикапа?

Ответ:...............

Вопрос 2: Как ведёт себя ёмкость запорного слоя при увеличении обратного напряжения?

Ответ:...............

Рисунок 3.6 – Зависимость ёмкости запорного слоя С
от обратного напряжения U_ОБР

Дата добавления: 2014-12-07