Отчет защищен с оценкой преподаватель

ГУАП

ОТЧЕТ
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Стабилитроны

по курсу: ЭЛЕКТРОНИКА

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР.	В8311
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург

2011

Цель работы

1. 
   Построение обратной ветви вольтамперной характеристики стабилитрона и определение напряжения стабилизации.
   
2. 
   Вычисление тока и мощности, рассеиваемой стабилитроном.
   
3. 
   Определение дифференциального сопротивления стабилитрона по вольтамперной характеристике.
   
4. 
   Исследование изменения напряжения стабилитрона при изменении входного напряжения в схеме параметрического стабилизатора.
   
5. 
   Исследование изменения напряжения на стабилитроне при изменении сопротивления в схеме параметрического стабилизатора.
   

Лабораторная установка

1. 
   Функциональный генератор;
   
2. 
   Мультиметр;
   
3. 
   Осциллограф;
   
4. 
   Источники постоянного регулируемый ( 5 — 0.5 В );
   
5. 
   Диод 1N4733;
   
6. 
   Резисторы 1 Ом, 75 Ом, 100 Ом, 200 Ом, 300 Ом, 600 Ом, 1 КОм.
   

Теоретические сведения

При подключении стабилитрона к источнику постоянного напряжения через резистор получается простейшая схема параметрического стабилизатора ( рис. 1 ).

Дифференциальное сопротивление стабилитрона вычисляется так же, как для диода, по наклону вольтамперной характеристики.

Ход работы

Эксперимент 1. Измерение напряжения и вычисление тока через стабилитрон

Рис. 1. Схема №1

1. 
   При сборке схемы согласно рис. 1 было измерено значение напряжения Uст на стабилитроне при значениях ЭДС источника, приведенных в табл. 1 раздела "Результаты измерений", результаты были занесены в ту же таблицу.
   
2. 
   По формуле ( 1 ) был вычислен ток Iст стабилитрона для каждого значения напряжения Uст. Результаты вычислений занесите в табл. 1.
   
3. 
   По данным табл. 1 была построена вольтамперная характеристика стабилитрона.
   
4. 
   По вольтамперной характеристике стабилитрона была произведена оценка напряжения стабилизации Uстаб.
   
5. 
   По формуле ( 2 ) была вычислена мощность Pст, рассеиваемая на стабилитроне при напряжении E = 20 В.
   
6. 
   По наклону ВАХ в области стабилизации напряжения получена оценка дифференциального сопротивления стабилитрона в этой области .
   

Эксперимент 2. Получение нагрузочной характеристики параметрического стабилизатора

Рис. 2. Схема №2

1. 
   Значение напряжения Uст на стабилитроне при сборке схемы согласно рис. 2 было занесено в раздел "Результаты экспериментов".
   
2. 
   Значение напряжения Uст на стабилитроне при сборке схемы согласно рис. 2 с варьирующим сопротивлением R_L было занесено в раздел "Результаты экспериментов". Применялись следующие значения R_L:
   0 Ом ( короткое замыкание ), 75 Ом, 100 Ом, 200 Ом, 300 Ом, 600 Ом, 1 КОм.
   
3. 
   Рассчитанные токи I_R через резистор R, включенный последовательно с источником, I_L через резистор R_L, и Iст по формулам ( 1, 3, 4 ) для каждого значения R_L занесены в табл. 2 раздела "Результаты экспериментов".
   

Эксперимент 3. Получение ВАХ стабилитрона на экране осциллографа

Напряжение стабилизации Uстаб, полученное из графика на экране осциллографа, при функционировании схемы, собранной согласно рис 3, было занесено в раздел "Результаты экспериментов".


Рис. 3. Схема №3

Рабочие формулы

Ток Iст стабилитрона может быть определен вычислением падения напряжения на резисторе R, как это было описано в эксперименте 1 лаб. Работы №1
( 1 ).

Напряжение стабилизации Uстаб стабилитрона определяется точкой на вольтамперной характеристике, в которой ток стабилитрона резко увеличивается.
Мощность рассеивания стабилитрона.
( 2 ).

Ток резистора R_L ( R_L > 0 )
( 3 ).

Ток резистора R( R_L > 0 )
( 4 ).

Ток резисторов R и R_L ( R_L = 0, Iст = 0 )

( 5 ).

Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Измерение напряжения и вычисление тока через стабилитрон

E, В	Uст, В	Iст, А
0	0.000	0.000
4	4.000	0.000
6	5.030	0.003
10	5.072	0.016
15	5.090	0.033
20	5.100	0.050
25	5.108	0.066
30	5.114	0.083
35	5.118	0.100

Рис. 4. Вольтамперная характеристика стабилитрона

Напряжение стабилизации Uстаб = 5,1 В.

Мощность рассеивания стабилитрона Pст = 0,255 Вт.

Дифференциальное сопротивление стабилитрона, определенное по наклону графика в рабочей области Rдиф = 0,8 Ом.

Эксперимент 2. Получение нагрузочной характеристики параметрического стабилизатора

RL, Ом	Uст, В	IR, мА	IL, мА	Iст, мА
0	0.000	0.067	0.067	0.000
75	4.000	53.333	53.333	0.000
100	4.973	50.090	49.730	0.360
200	5.082	49.727	25.410	24.317
300	5.089	49.703	16.963	32.740
600	5.095	49.683	8.492	41.192
1000	5.097	49.677	5.097	44.580

Эксперимент 3. Получение ВАХ стабилитрона на экране осциллографа

Рис. 5. Осциллограф

Напряжение стабилизации Uстаб = 5,1 В.