Меню

Как изменяется сопротивление диода при изменении полярности напряжения

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Изменение — полярность — напряжение

С изменением полярности напряжения разбаланса срабатывает реле Р2 и замыкает цепь исполнительного двигателя, который будет вращаться в противоположном направлении. В реле предусмотрена блокировка, предохраняющая их от одновременного включения. [16]

При изменении полярности напряжения , подаваемого на его якорь, направление вращения двигателя меняется на обратное. [17]

При изменении полярности напряжения на диоде с прямой на обратную в первый момент возникает аномально большой обратный ток ( рис. 2 — 11, а) и лишь спустя время вооот, по порядку величины равное времени жизни носителей, его значение снижается до нормального, соответствующего приложенному обратному напряжению. Если длительность импульса обратного напряжения будет значительно меньше вооот, то диод не будет выполнять функции вентиля. [19]

При изменении полярности напряжения , приложенного к диоду, диод может быть представлен в виде последовательного контура LK-Cnep — Таким образом, переключая диод из состояния параллельного резонанса в состояние последовательного резонанса, можно резко изменять импеданс в линии и коммутировать, таким образом, СВЧ мощность. [20]

При изменении полярности напряжения на затворе изменяется принцип управления, изменения ширины перехода создают при этом настолько ничтожный эффект, что его можно не рассматривать. В то же время переход инжектирует в объем германия неосновные носители. Концентрация носителей в германии возрастает, увеличивается проводимость и, как следствие, ток между невыпрямляющими электродами. Практически в этом случае мы имеем новый прибор, управляемый током, который по принципу работы ближе к обычным биполярным транзисторам, управляемым током, чем к вакуумной лампе. Прибор этот, имеющий всего один переход и три вывода, называют или двухбазо-вым диодом или однопереходным транзистором. [21]

При изменении полярности напряжения на выходе ЗГ все процессы, описанные выше, повторяются в другом канале схемы, а сердечник дросселя Др перемагничивается в противоположном направлении. [22]

При изменении полярности напряжения запирающий ток / может протекать через / — область. Если заряд дырок, накопленный в р2 — базе при протекании этого тока, будет превышать критический заряд, необходимый для отпирания р — пгр2 — пг структуры, последняя перейдет в открытое состояние и через прибор потечет ток, определяемый обратным напряжением и сопротивлением нагрузки. Например, при синусоидальной форме напряжения на основных электродах при заданном значении тока через прибор существует критическая частота / кр, определяемая параметрами структуры, при превышении которой имеет место отпирание прибора в обратном направлении без подачи управляющего импульса. [24]

При изменении полярности напряжения на основных электродах ВАХ будет определяться свойствами pi-n 2 — p2 структуры, так как р-п переход / i закорочен. [26]

При изменении полярности напряжения ( f / K60) ( рис. 38, б) ток / к быстро уменьшается до нуля и даже меняет направление. Это объясняется тем, что поле открывшегося коллекторного перехода становится ускоряющим для дырок коллектора. При этом ток дырок коллектора становится равным току дырок, диффундирующих от эмиттера, и результирующий ток через коллекторный переход будет равен нулю. [27]

Далее с изменением полярности напряжения и приращение потокосцепления будет положительным, рабочая точка перемещается по участку da магнитной характеристики. [28]

Вентиль В предотвращает изменение полярности напряжения на сопротивлении г2 в процессе подъема напряжения выпрямителя с нуля при его пуске. [30]

Источник



Как изменяется сопротивление диода при изменении полярности напряжения

Ознакомиться с основными фотометрическими величинами; ознакомиться с принципом работы фотометра; проверить выполнение закона Ламберта для источника света

Общие сведения

Полупроводниковые диоды и стабилитроны

Выпрямительные диоды и стабилитроны представляют собой полупроводниковые приборы с одним электронно-дырочным переходом (p–n-переходом).

Одним из свойств p–n-перехода является способность изменять свое сопротивление в зависимости от полярности напряжения внешнего источника. Причем разница сопротивлений при прямом и обратном направлениях тока через p–n-переход может быть настолько велика, что в ряде случаев, например для силовых диодов, можно считать, что ток протекает через диод только в одном направлении – прямом, а в обратном направлении ток настолько мал, что им можно пренебречь. Прямое направление – это когда электрическое поле внешнего источника направлено навстречу электрическому полю p–n- перехода, а обратное – когда направления этих электрических полей совпадают. Полупроводниковые диоды, использующие вентильное свойство p–n-перехода, называются выпрямительными диодами и широко используются в различных устройствах для выпрямления переменного тока.

Читайте также:  Технологические карты для работ под наведенным напряжением

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного p–n-перехода описывается известным уравнением

где \(I_0\) – обратный ток p–n-перехода; \(q\) – заряд электрона \(q=1,6\cdot 10^<-19>\ Кл\); \(k\) – постоянная Больцмана \(k = 1,38⋅10^ <-23>Дж\cdot град\); \(T\) – температура в градусах Кельвина.

Графическое изображение этой зависимости представлено на рис. 1.1.

Вольт-амперная характеристика имеет явно выраженную нелинейность, что предопределяет зависимость сопротивления диода от положения рабочей точки.

Различают сопротивление статическое \(R_<ст>\) и динамическое \(R_<дин>\). Статическое сопротивление \(R_<ст>\), например в точке А (рис. 1.1), определяется как отношение напряжения \(U_A\) и тока \(I_A\), соответствующих этой точке: \(R_ <ст>= \frac = tg<\alpha>\)

Динамическое сопротивление определяется как отношение приращений напряжения и тока (рис. 1.1): \(R_ <дин>= \frac<\Delta U><\Delta I>\);

Рис. 1.1Рис. 1.1

При малых значениях отклонений \(∆U\) и \(ΔI\) можно пренебречь нелинейностью участка АВ характеристики и считать его гипотенузой прямоугольного треугольника АВС, тогда \(R_ <дин>= tgβ\).

Если продолжить линейный участок прямой ветви вольт-амперной характеристики до пересечения с осью абсцисс, то получим точку \(U_0\) – напряжение отсечки, которое отделяет начальный пологий участок характеристики, где динамическое сопротивление \(R_<дин>\) сравнительно велико от круто изменяющегося участка, где \(R_<дин>\) мало.

При протекании через диод прямого тока полупроводниковая структура нагревается, и если температура превысит при этом предельно допустимое значение, то произойдет разрушение кристаллической решетки полупроводника и диод выйдет из строя. Поэтому величина прямого тока диода ограничивается предельно допустимым значением \(I_<пр.max>\) при заданных условиях охлаждения.

Если увеличивать напряжение, приложенное в обратном направлении к диоду, то сначала обратный ток будет изменяться незначительно, а затем при определенной величине \(U_<проб>\) начнется его быстрое увеличение (рис. 1.2), что говорит о наступлении пробоя p–n-перехода. Существуют несколько видов пробоя p–n-перехода в зависимости от концентрации примесей в полупроводнике, от ширины p–n-перехода и температуры:

  • обратимый (электрический пробой);
  • необратимые (тепловой и поверхностный пробои).

Необратимый пробой для полупроводникового прибора является нерабочим и недопустимым режимом.

Рис. 1.2Рис. 1.2

Поэтому в паспортных данных диода всегда указывается предельно допустимое обратное напряжение \(U_<проб>\) (напряжение лавинообразования), соответствующее началу пробоя p–n-перехода. Обратное номинальное значение напряжения составляет обычно \(0,5\ U_<проб>\) и определяет класс прибора по напряжению. Так, класс 1 соответствует 100 В обратного напряжения, класс 2 – 200 В и т. д.

В некоторых случаях этот режим пробоя используют для получения круто нарастающего участка ВАХ, когда малому приращению напряжения \(∆U\) соответствует большое изменение тока \(ΔI\) (рис. 1.2). Диоды, работающие в таком режиме, называются стабилитронами, т. к. в рабочем диапазоне при изменении обратного тока от \(i_<обр. min>\) до \(i_<обр. max>\) напряжение на диоде остается почти неизменным, стабильным. Поэтому для стабилитронов рабочим является участок пробоя на обратной ветви ВАХ, а напряжение пробоя (напряжение стабилизации) является одним из основных параметров.

Стабилитроны находят широкое применение в качестве источников опорного напряжения, в стабилизаторах напряжения, в качестве ограничителей напряжения и др.

Эксперимент

Оборудование

Оборудование, используемое в лабораторной работе: вритуальный лабораторный стенд, блок No 1 (схемы А1–А4); комбинированный прибор «Сура», мультиметры; соединительные провода.

Порядок выполнения работы

Изучить схемы включения полупроводниковых приборов А1–А4 (рис. 1.3–1.6) для снятия вольт-амперных характеристик ВАХ диода и стабилитрона.

Ознакомиться с устройством лабораторного стенда, найти на стенде блок №1 и схемы А1–А4.

Порядок выполнения задания №1 «Исследование полупроводникового диода»

Экспериментальное получение прямой ветви ВАХ диода \(I_ <пр>= f(U_<пр>)\) с использованием схемы A1, представленной на рис. 1.3.
  1. Установить напряжение источника питания на 5 В
  2. Выставить значение потенциометра \(R1\) на максимум.
  3. Включить установку
  4. Внимательно изучить схему

Рис. 1.3Рис. 1.3

  • После проверки схемы преподавателем включить сетевой тумблер.
  • Уменьшая значение потенциометра \(R1\), изменять прямое напряжение диода в пределах, указанных в табл. 1.1, фиксируя значения тока через каж- дые 0,1–0,05 В. Результаты измерений занести в табл. 1.1.
    Таблица 1.1

    \(U_<пр>\), В 0.1 0.2 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
    \(I_<пр>\), A
  • Выключить установку.
  • Экспериментальное получение обратной ветви ВАХ диода \(I_ <обр>= f(U_<обр>)\) с использованием схемы А2, представленной на рис. 1.4.
    1. Установить напряжение блока питания 30 В.
    2. Выставить значение потенциометра \(R2\) на максимум
    3. Внимательно изучить схему установки

    Рис. 1.4Рис. 1.4

  • Включить установку
  • Уменьшая значение потенциометра \(R2\), изменять обратное напряжение на диоде в пределах, указанных в табл. 1.2. Значения тока фиксировать через каждые 5 В. Результаты измерений занести в табл. 1.2.
    Таблица 1.2

    \(U_<обр>\), В 5 10 15 20 25 30
    \(I_<обр>\), A
  • Выключить установку.
  • По данным табл. 1.1 и 1.2 построить ВАХ диода.

    По ВАХ или таблицам определить:
    1. Статическое сопротивление диода в прямом включении \(R_<ст.пр>=\frac>>\) при U пр = 0,4 В и U пр = 0,1 В.
    2. Динамическое сопротивление диода в прямом включении \(R_<дин.пр>=\frac<\Delta I_<пр>><\Delta U_<пр>>\) на начальном участке ВАХ ( U пр =0 В и U пр = 0,1 В ) и на участке насыщения ВАХ ( U пр = 0,4 В и U пр = 0,45 В ).
    3. Статическое сопротивление диода в обратном включении \(R_<ст.обр>=\frac>>\) при U обр = 5 В и U обр = 25 В.
    4. Динамическое сопротивление диода в обратном включении \(R_<дин.обр>=\frac<\Delta I_<обр>><\Delta U_<обр>>\) на начальном участке ВАХ ( U пр =0 В и U пр = 5 В ) и на участке насыщения ВАХ ( U пр = 20 В и U пр = 25 В ).

    Порядок выполнения задания No2 «Исследование полупроводникового стабилитрона»

    Экспериментальное получение прямой ветви ВАХ стабилитрона \(I_ <пр>= f(U_<пр>)\) с использованием схемы A3, представленной на рис. 1.5.
    1. Установить напряжение источника питания на 5 В
    2. Выставить значение потенциометра \(R5\) на максимум.
    3. Включить установку
    4. Внимательно изучить схему

    Рис. 1.5Рис. 1.5

  • После проверки схемы преподавателем включить сетевой тумблер.
  • Уменьшая значение потенциометра \(R5\), изменять прямое напряжение стабилитрона в пределах, указанных в табл. 1.3, фиксируя значения тока через каж- дые 0,1 В. Результаты измерений занести в табл. 1.3.
    Таблица 1.3

    \(U_<пр>\), В 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
    \(I_<пр>\), A
  • Выключить установку.
  • Экспериментальное получение обратной ветви ВАХ стабилитрона \(I_ <обр>= f(U_<обр>)\) с использованием схемы А4, представленной на рис. 1.6.
    1. Установить напряжение блока питания 30 В.
    2. Выставить значение потенциометра \(R7\) на максимум
    3. Внимательно изучить схему установки

    Рис. 1.6Рис. 1.6

  • Включить установку
  • Уменьшая значение потенциометра \(R7\), изменять обратное напряжение на стабилитроне в пределах, указанных в табл. 1.4. Увеличить число фикси- руемых точек характеристики, начиная с 3 В. Для каждого значения напряжения изме- рить ток. Результаты измерений занести в табл. 1.4.
    Таблица 1.4

    \(U_<обр>\), В 1 2 3 3,5 4 4,5 5 5,2 5,4 5,6
    \(I_<обр>\), A
  • Выключить установку.
  • По данным табл. 1.3 и 1.4 построить ВАХ стабилитрона.

    Источник

    Изучение принципа работы полупроводникового диода, измерение зависимости тока через диод от напряжения на нем, и расчёт его дифференциального сопротивления , страница 2

    и занесем рассчитанные значения в таблицы 2.1 и 2.2

    Таблица 2.1

    Таблица 2.2

    построим графики зависимости тока от напряжения на диоде (вольт-амперную характеристику) (рисунок 2) и дифференциального сопротивления диода от напряжения (рисунок 3), используя значения в таблицах 1.1, 1.2 и 2.1, 2.2.

    При выполнении работы мы познакомились с принципом работы полупроводникового диода и его включением в электрическую цепь, а также измерили его основные параметры и рассчитали дифференциальное сопротивление при различных значениях напряжения. Нами была построена вольт-амперная характеристика диода (т.е. зависимость тока через диод от напряжения на нем), используя измеренные значения тока и напряжения, и зависимость дифференциального сопротивления диода от напряжения, используя рассчитанные значения. В результате произведенных измерений и вычислений мы убедились, что:

    прямой ток через диод намного больше обратного, то есть диод пропускает ток преимущественно в одном направлении;

    ток через диод изменяется при изменении напряжения по нелинейному закону вблизи 0 и линейно при больших напряжениях;

    дифференциальное сопротивление диода вблизи 0 (на нелинейном участке вольт-амперной характеристики) зависит от приложенного напряжения, а при больших напряжениях (на линейном участке) постоянно;

    при изменении полярности приложенного напряжения дифференциальное сопротивление диода меняется на несколько порядков;

    диод представляет собой электронный ключ с 2 состояниями (характеризующимися существенно различными дифференциальными сопротивлениями), переключающийся при изменении полярности приложенного напряжения; конечным состояниям ключа соответствуют области с постоянным (не зависящим от напряжения) дифференциальным сопротивлением; промежуточное состояние ключа (во время переключения) соответствует области с нелинейной зависимостью тока от напряжения.

    Таким образом, можно использовать диод либо как ключ, пропускающий ток только в одном направлении, используя линейные участки ВАХ, либо как нелинейный элемент, используя нелинейный участок вольт-амперной характеристики.

    В ходе работы мы получили необходимые навыки пайки, а также навыки пользования измерительными приборами.

    • АлтГТУ 419
    • АлтГУ 113
    • АмПГУ 296
    • АГТУ 267
    • БИТТУ 794
    • БГТУ «Военмех» 1191
    • БГМУ 172
    • БГТУ 603
    • БГУ 155
    • БГУИР 391
    • БелГУТ 4908
    • БГЭУ 963
    • БНТУ 1070
    • БТЭУ ПК 689
    • БрГУ 179
    • ВНТУ 120
    • ВГУЭС 426
    • ВлГУ 645
    • ВМедА 611
    • ВолгГТУ 235
    • ВНУ им. Даля 166
    • ВЗФЭИ 245
    • ВятГСХА 101
    • ВятГГУ 139
    • ВятГУ 559
    • ГГДСК 171
    • ГомГМК 501
    • ГГМУ 1966
    • ГГТУ им. Сухого 4467
    • ГГУ им. Скорины 1590
    • ГМА им. Макарова 299
    • ДГПУ 159
    • ДальГАУ 279
    • ДВГГУ 134
    • ДВГМУ 408
    • ДВГТУ 936
    • ДВГУПС 305
    • ДВФУ 949
    • ДонГТУ 498
    • ДИТМ МНТУ 109
    • ИвГМА 488
    • ИГХТУ 131
    • ИжГТУ 145
    • КемГППК 171
    • КемГУ 508
    • КГМТУ 270
    • КировАТ 147
    • КГКСЭП 407
    • КГТА им. Дегтярева 174
    • КнАГТУ 2910
    • КрасГАУ 345
    • КрасГМУ 629
    • КГПУ им. Астафьева 133
    • КГТУ (СФУ) 567
    • КГТЭИ (СФУ) 112
    • КПК №2 177
    • КубГТУ 138
    • КубГУ 109
    • КузГПА 182
    • КузГТУ 789
    • МГТУ им. Носова 369
    • МГЭУ им. Сахарова 232
    • МГЭК 249
    • МГПУ 165
    • МАИ 144
    • МАДИ 151
    • МГИУ 1179
    • МГОУ 121
    • МГСУ 331
    • МГУ 273
    • МГУКИ 101
    • МГУПИ 225
    • МГУПС (МИИТ) 637
    • МГУТУ 122
    • МТУСИ 179
    • ХАИ 656
    • ТПУ 455
    • НИУ МЭИ 640
    • НМСУ «Горный» 1701
    • ХПИ 1534
    • НТУУ «КПИ» 213
    • НУК им. Макарова 543
    • НВ 1001
    • НГАВТ 362
    • НГАУ 411
    • НГАСУ 817
    • НГМУ 665
    • НГПУ 214
    • НГТУ 4610
    • НГУ 1993
    • НГУЭУ 499
    • НИИ 201
    • ОмГТУ 302
    • ОмГУПС 230
    • СПбПК №4 115
    • ПГУПС 2489
    • ПГПУ им. Короленко 296
    • ПНТУ им. Кондратюка 120
    • РАНХиГС 190
    • РОАТ МИИТ 608
    • РТА 245
    • РГГМУ 117
    • РГПУ им. Герцена 123
    • РГППУ 142
    • РГСУ 162
    • «МАТИ» — РГТУ 121
    • РГУНиГ 260
    • РЭУ им. Плеханова 123
    • РГАТУ им. Соловьёва 219
    • РязГМУ 125
    • РГРТУ 666
    • СамГТУ 131
    • СПбГАСУ 315
    • ИНЖЭКОН 328
    • СПбГИПСР 136
    • СПбГЛТУ им. Кирова 227
    • СПбГМТУ 143
    • СПбГПМУ 146
    • СПбГПУ 1599
    • СПбГТИ (ТУ) 293
    • СПбГТУРП 236
    • СПбГУ 578
    • ГУАП 524
    • СПбГУНиПТ 291
    • СПбГУПТД 438
    • СПбГУСЭ 226
    • СПбГУТ 194
    • СПГУТД 151
    • СПбГУЭФ 145
    • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
    • ПИМаш 247
    • НИУ ИТМО 531
    • СГТУ им. Гагарина 114
    • СахГУ 278
    • СЗТУ 484
    • СибАГС 249
    • СибГАУ 462
    • СибГИУ 1654
    • СибГТУ 946
    • СГУПС 1473
    • СибГУТИ 2083
    • СибУПК 377
    • СФУ 2424
    • СНАУ 567
    • СумГУ 768
    • ТРТУ 149
    • ТОГУ 551
    • ТГЭУ 325
    • ТГУ (Томск) 276
    • ТГПУ 181
    • ТулГУ 553
    • УкрГАЖТ 234
    • УлГТУ 536
    • УИПКПРО 123
    • УрГПУ 195
    • УГТУ-УПИ 758
    • УГНТУ 570
    • УГТУ 134
    • ХГАЭП 138
    • ХГАФК 110
    • ХНАГХ 407
    • ХНУВД 512
    • ХНУ им. Каразина 305
    • ХНУРЭ 325
    • ХНЭУ 495
    • ЦПУ 157
    • ЧитГУ 220
    • ЮУрГУ 309

    Полный список ВУЗов

    • О проекте
    • Реклама на сайте
    • Правообладателям
    • Правила
    • Обратная связь

    Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

    Источник