Изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах

Текст:
Данные методические указания издаются в соответствии с учебным планом. Рассмотрены и одобрены кафедрой ИУ-6 21,12.87г.-методической комиссией факультета ИУ 23.12.87 г. и учебно-мето-дическим управлением 08.01.88 г.
Рецензент к.т.н. доц. Меньков А.В.
Московское высшее техническое училище имена Н.Э.Баумана
Цель лабораторного практикума - изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах, установление связи между параметрами указанных приборов и параметрами электронных схем, в которых они работают.
Редактор Н.Г.Ковалевская Корректор Л.И.Малютина

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Отчеты по проведенным лабораторным работам должны включать:
1. Наименование работы.
2. Чертеж принципиальной схемы макета лабораторной работы.
3. Дня каждого этапа выполняемой работы – наименование этапа и результаты (в форме таблиц, графиков, зарисовок осциллограмм).
4. Краткие выводы по рабе те в целом.
Работа №1. ДИОДЫ В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ
Цель работы - исследование характеристик и параметров выпрямительных схем и стабилизаторов напряжения. Продолжительность работы - 3,5 часа.
Теоретическая часть
Электронные приборы и устройства требуют для своего питания стабильного напряжения постоянного тока. В большинстве практических случаев такое напряжение получают из переменного напряжения сети с помощью вторичных источников питания, включающих выпрямитель сетевого напряжения, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения (рис. I).
РИС.1 Структурная схема вторичного источника питания
В состав выпрямителя обычно входят:
силовой трансформатор, предназначен для получения необходимых величин переменного напряжения из напряжения сети, а также для гальванической развязки с сетью;
вентильная группа (чаще всего полупроводниковые диоды), преобразующая напряжение переменного тока в пульсирующее напряжение постоянного тока;
емкостная нагрузка вентильной группы, представляющая собой конденсатор относительно большой емкости, который можно также рассматривать как простой емкостный сглаживающий фильтр. Сглаживающий фильтр, подключаемый к выходу выпрямителя, уменьшает пульсации выходного напряжения.
Если к выходному напряжению предъявляются высокие требования по стабильности при колебаниях напряжения сети и тока нагрузки, то в источник питания вводится стабилизатор напряжения.
На рис. 2а представлена схема однополупериодного выпрямителя с полупроводниковым выпрямительным диодом V. Как известно, вольтамперная характеристика (BAX) выпрямительного диода имеет вид, представленный на рис. 3. Для упрощения практических расчетов ее часто представляют на основе кусочно-линейной аппроксимации двумя.участками прямых АВ и ВС, причем АВ идет по оси абсцисс, а наклон ВС определяется средним, прямым сопротивлением диода . С целью дальнейшего упрощения иногда принимают UgH ? 0 и тогда точка В смещается в начало координат. Как следует из такой аппроксимация ВАX, диод представляют элементом с односторонней проводимостью, его внутреннее сопротивление на участке ВА стремится к бесконечности, а на участке ВС сравнительно мало.

Рис. 2. Схемы выпрямителей: а - однополупериодного, б – двухполупериодного (мостового)
На рис. 4 приведены временные диаграммы напряжений и токов в выпрямителе, работающем на емкостную нагрузку. В интервале времени t2 – t1, соответствующем изменению фазового угла ?t2 – ?t1, диод открыт и через него протекают токи нагрузки и заряда конденсатора С. Постоянная времени заряда ?зар = С(RH ||Rпот), где сопротивление потерь
Rпот = Rпр.ср.+Rтр (Rтр - активное сопротивление потерь трансформатора). Практически всегда Rпот ? RH и ?зар ? С(RH ||Rпот. В остальную часть периода диод закрыт. В течение этого времени конденсатор разряжается ?разр ? С(RH ||Rобр+Rтр)).
Поскольку у правильно выбранных диодов их обратное сопротивление Rобр?Rтр+RH, постоянная времени разряда ?разр ? СRH и ? разр