Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
діоди - це кремнієві діоди з високим легуванням і області. У прямому напрямку вони поводяться як звичайні кремнієві діоди. Коли напруга подається в зворотному напрямку, в дуже вузькому прикордонному шарі генерується висока напруга електричного поля. Коли напруга пробою, залежна від обраного легування, перевищується, пари носіїв заряду вивільняються під впливом електричного поля, що призводить до сильного збільшення інтенсивності струму. Це зменшує опір діода. Якщо зовнішня напруга збільшується далі, струм діода різко зростає і викликає зростаюче падіння напруги на послідовному резисторі, в той час як напруга на діоді зростає лише дуже незначно.
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні повинні знати, як працює діод.
Принцип
Крутий нахил вольт-амперної характеристики діода вище напруги пробою дозволяє використовувати його для стабілізації невеликих постійних напруг. Коли вхідна напруга збільшується вище напруги пробою, струм різко зростає, а опір діода зменшується все більше і більше. Тому напруга на діоді залишається приблизно постійною.
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Учні повинні за допомогою експерименту побачити, що діод можна використовувати як стабілізатор напруги.
Завдання
Дослідіть роботу стабілізатора напруги з діодом.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Діод - це електронний компонент, який пропускає струм в одному напрямку і блокує потік струму в іншому напрямку.
діод (також стабілітрон) - це діод, який призначений для постійної роботи в зворотному напрямку в діапазоні напруги пробою. Рівень цієї напруги пробою є основною характеристикою діода і вказується в технічному паспорті. Це досягається за рахунок сильно легованого і сильно легованого шарів. Сильна рекомбінація обох шарів призводить до дуже малої товщини переходу і, таким чином, до високої напруги поля в області переходу.
Електронні компоненти
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, прямий, модуль SB | 05601-01 | 1 |
| 2 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 2 |
| 3 | З'єднувальний, Т-подібний, модуль SB | 05601-03 | 2 |
| 4 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 1 |
| 5 | З'єднувальний, прямий з роз'ємом, модуль SB | 05601-11 | 1 |
| 6 | З'єднувальний, кутовий з роз'ємом, модуль SB | 05601-12 | 1 |
| 7 | Патрон для лампи розжарювання Е 10, модуль SB | 05604-00 | 1 |
| 8 | Опір 50 Ом, модуль SB | 05612-50 | 1 |
| 9 | Z-Діод, модуль SB | 05652-00 | 1 |
| 10 | З'єднувальний провідник, 250 мм, червоний | 07360-01 | 1 |
| 11 | З'єднувальний провідник, 250 мм, синій | 07360-04 | 1 |
| 12 | З'єднувальний провідник, 500 мм, червоний | 07361-01 | 2 |
| 13 | З'єднувальний провідник, 500 мм, синій | 07361-04 | 2 |
| 14 | Лампи розжарювання 4 В/ 0,04 A, E10, 10 шт. | 06154-03 | 1 |
| 15 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
| 16 | Аналоговий мультиметр, 600 В AC/DC, 10A AC/DC, 2 МОм, захист від перевантаження | 07021-11 | 2 |
Підготовка
- Зберіть експериментальну установку як показано на рис. 1 і рис. 2. Виберіть діапазон вимірювання 10 В для обох вимірювальних приладів. Переконайтеся в дотриманні полярності.
Примітка:Якщо доступний лише один вимірювальний прилад, визначається за допомогою шкали на блоці живлення.
Рис. 1
Рис. 2
Виконання роботи
- Завдання 1: Увімкніть блок живлення і збільшуйте напругу від 0 В до 10 В з кроком 1 В. Визначте виміряні значення для і і запишіть їх у таблицю 1 протоколу.
- Завдання 2:Вимкніть вимірювальний прилад для зі схеми. Кілька разів змініть прикладену напругу в діапазоні від 8 В до 10 В і спостерігайте за вимірювальним приладом і лампочкою. Запишіть спостереження в протокол.
- Завдання 3: Установіть напругу на блоці живлення 10 В. Кілька разів увімкніть і вимкніть лампочку. Поспостерігайте за вимірювальним приладом і запишіть свої спостереження.
- Вимкніть блок живлення.
Протокол
Результат
[В]
1
2
3
4
5
[В]
[В]
6
7
8
9
10
[В]
Спостереження (1/2)
Запишіть свої спостереження під час виконання завдання 2.
Спостереження (2/2)
Запишіть свої спостереження під час виконання завдання 3.
В
Лампочка світиться:
Лампочка не світиться:
В
Завдання (1/3)
Порівняти величину напруги на виході U_2 зі зміною напруги на вході U_1 в діапазоні 8 В ≤ U_1 ≤ 10 В.
Завдання (2/3)
Вкажіть, при якій вхідній напрузі починається стабілізація Z-діода.
Завдання (3/3)
Як змінюється електричне коло при зміні навантаження?