Вольт-амперні характеристики випрямного діода.

Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії

Джерело струму

З’єднувальні
провідники

Випрямний діод

Мультиметри
(2шт.)

Додаткове обладнання

Комп’ютер або лептоп
Локальна Wi-Fi мережа

Переконуємося, що:

- Діод - нелінійний прилад, який по-різному пропускає струм залежно від напрямку: добре пропускає прямий струм після “напругу відкривання” і майже не пропускає зворотний струм за напруг менших за “напругу пробою”.

- Випрямний напівпровідниковий діод у робочому режимі пропускає струм лише у напрямку від анода до катода.

- Графік вольт-амперної характеристики випрямного напівпровідникового діода для прямого струму має вигляд кривої з пологою частиною до “напруги відкривання” та з крутою частиною після неї.

Хід досліду:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.

2. Складаємо електричне коло за схемою:

3. Вмикаємо блок живлення, переконуємося, що він працює у режимі постійного струму. Приєднуємо комп’ютер до його web-інтерфейсу, переходимо на вкладку побудови вольт-амперної характеристики досліджуваного приладу (у нашому випадку діода). Встановлюємо дослідний діапазон від 0 до 1,4 В (при вищих напругах у колі буде існувати струм з силою понад 1 А, який буде спричиняти перевантаження блока живлення, чого варто уникати). Вмикаємо мультиметри.

4. Тепер у web-інтерфейсі блока живлення запускаємо дослідження. Звертаємо увагу на виміри мультиметрів, які показують, як із збільшенням напруги на джерелі живлення спершу до напруги у близько 0,8 В діод майже не пропускає струм, а далі, після відкривання діода, сила струму у колі стрімко зростає.

5. Аналізуємо отриманий графік. Звертаємо увагу, що він має нелінійний вигляд. На цьому графіку чітко видно дуже пологу, майже пряму, частину до напруги у близько 0,8 В, коли діод відкривається, та круту, майже лінійну частину, після цієї точки, коли діод відкритий, його опір незначний і струм у колі стрімко зростає:

6. Змінюємо полярність діода у колі, оновлюємо сторінку вольт-амперної характеристики web-інтерфейсу блока живлення та встановлюємо дослідний діапазон з 0 до 5 В.

7. Запускаємо дослідження.

8. Аналізуємо отриманий графік. Звертаємо увагу, що він має лінійний вигляд. Також звертаємо увагу, що досліджуваний випрямний напівпровідниковий діод не пропускає струм у зворотному напрямку у діапазоні перевірених нами напруг - від 0 до 5 В, отож його “напруга пробою” є суттєво вищою ніж 5 В:

Висновок:

Таким чином, під час виконання досліду ми познайомились із нелінійним напівпровідниковим приладом - випрямним діодом, що добре пропускає прямий струм, але лише після “напруги відкривання”, та не пропускає зворотний струм, у діапазоні перевірених нами напруг.