Предлагаем медицинский переводчик.
Физика Электроника

Лабораторные работы по электронике

Лабораторная работа №3

Исследование варикапов

Цель работы - ознакомление с основными параметрами и характеристиками варикапов.

Общие сведения

Варикап — обратносмещенный полупроводниковый диод, предназначенный для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью. У варикапов нормируют (и обеспечивают при производстве) емкость р-n-перехода при определенном напряжении смещения на нем и добротность. При увеличении обратного напряжения емкость варикапа уменьшается по закону

  

где Св — емкость диода; С0 — емкость диода при нулевом обратном напряжении; φк — контактная разность потенциалов; n — коэффициент, зависящий от типа варикапа (n= 1/2 - 1/З); Uв – обратное напряжения на варикапе.

 Варикап, предназначенный для умножения частоты сигнала, называют варактором.

К основным параметрам варикапа относят:

 Общая емкость варикапа Св – емкость, измеренная при определенном обратном напряжении (измеряется при U = 5В и составляет десятки – сотни рФ);

Коэффициент перекрытия по емкости Кп = Св max/Св min — отношение емкостей варикапа при двух крайних значениях обратного напряжения (Кп=5-8 раз);

Добротность варикапа Q=Хс/rп где Xc – реактивное сопротивление варикапа; rп  – сопротивление активных потерь;

Обратный ток Iобр — постоянный ток, протекающий через варикап в обратном направлении при заданном обратном напряжении.

Задание

Расчетная часть

1. Рассчитать вольт-фарадную характеристику (ВФХ) варикапа Св=f(Uв)

 ,

 где  - напряжение на варикапе,

 * - начальная емкость при ,

  - контактная разность потенциалов.

2. Определить коэффициент перекрытия по емкости и диапазон изменения резонансной частоты контура

 .

Исходные данные к расчету

Варикап КВ103А, , , мГн.

Экспериментальная часть

 

 

 Рис. 10

Исследовать работу варикапа:

определить резонансную частоту контура рис. 10 при  и начальную емкость варикапа С0 ;

изменяя напряжение на варикапе, определить диапазон изменения резонансной частоты контура , , соответствующие , ;

определить коэффициент перекрытия по емкости Кс;

cнять вольт-фарадную характеристику (ВФХ) варикапа в данном диапазоне частот ;

Описание лабораторной установки

 Принципиальная схема макета, представленная на рис. 10, позволяет изучить основные свойства варикапа. Для снятия вольт-фарадной характеристики (ВФХ) варикапа на его катод подается регулируемое напряжение Eсм положительной полярности от стабилизированного источника питания. ВЧ-сигнал подается на контур через резистор R1 с внешнего генератора.

Указания по выполнению работы

Для определения резонансной частоты контура при  на колебательный контур рис. 10 через резистор R1 подается синусоидальный сигнал с внешнего генератора амплитудой 4В. Изменяя частоту генератора в диапазоне рабочих частот колебательного контура (рассчитанных в предварительном задании), с помощью осциллографа определяют резонанс контура Uвыхмакс. Более точное значение резонансной частоты фиксируют частотомером, который подключается к выходному гнезду контура вместо осциллографа. Рассчитывают начальную емкость варикапа

 С0=1/4p2fpL.

Значение начальной емкости варикапа С0 соответствует минимальному значению частоты рабочего диапазона fрmin. Определение диапазона изменения резонансной частоты контура сводится к увеличению напряжения на варикапе для получения минимального значения емкости варикапа Свmin, что соответствует максимальную значению частоты рабочего диапазона fрmax. Для изменения напряжения на варикапе используют стабилизированный источник питания, напряжение с которого подключается к клеммам “ Ecм ” на лабораторном стенде в соответствующей полярности (+ на катод варикапа).

Для снятия ВФХ с помощью резистора R2 изменяют управляющее напряжение на варикапе, фиксируя каждое значение вольтметром постоянного тока. Изменяя частоту внешнего генератора, с помощью осциллографа находят резонанс контура, точное значение резонансной частоты фиксируют частотомером.

Для расчета добротности резонансного контура определяют ширину полосы пропускания контура рис. 11, которая определяется по уровню 0,707 от максимального значения. Милливольтметром переменного тока определяют максимальное выходное напряжение Uвыхмакс, соответствующее резонансной частоте, рассчитывают 0,707Uвыхмакс. Расстраивая контур влево и вправо от резонанса до уровня Uвых=0,707Uвыхмакс, частотомером фиксируют крайние частоты и находят Df как разницу данных частот. Добротность контура определяется выражением

  Q=fр/Df.

 Выполнение пункта 2 удобно совместить с выполнением пункта 1.

  Рис. 11

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать:

Цель работы.

Исходные данные для расчета.

Предварительный расчет.

Принципиальную схему лабораторной установки.

Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

Графики зависимостей, полученных в результате эксперимента и расчета.

Краткие выводы по результатам расчета и эксперимента.

Контрольные вопросы

Какие полупроводниковые диоды называют варикапами?

Назначение варикапов, нарисовать пример применения варикапа, пояснить принцип его работы.

Перечислить основные параметры варикапов.

Как изменится емкость варикапа при увеличении обратного напряжения?

Что такое варактор?

Можно ли использовать в качестве варикапа обычный полупроводниковый диод или, например, коллекторный (эмиттерный) переход биполярного транзистора?

Как экспериментально снять вольт-фарадную характеристику варикапа?

Как определить полосу пропускания контура?

Что такое добротность, как она определяется для варикапа и резонансного контура?

Как в лабораторной работе снималась зависимость добротности контура в полосе рабочих частот?

Рекомендуемая литература

Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991.

Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энергоатомиздат, 1990.

Прянишников В.А. Электроника: полный курс лекций. – С.-П.: Корона принт, 2004.

Андреев А.В., Горлов М.И. Основы электроники. – Р.-Д.: Феникс, 2003.

Бобровников Л.З. Электроника. – СПб: Питер, 2004.

Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника. – Р.-Д.: Феникс, 2002.

Рассмотрим некоторые из этих параметров.

Входные характеристики.

Различают дифференциальное и синфазное входные сопротивления ОУ. Дифференциальное входное сопротивление Rвх диф определяется сопротивлением между дифференциальными входами ОУ при заземлении одного из них. Синфазное входное сопротивление Rвх син определяется сопротивлением между соединенными входами ОУ и землей. При этом имеет место соотношение Rвх син>>Rвх диф.

Выходное напряжение идеального сбалансированного ОУ при нулевых сигналах на обоих входах, должно быть равно нулю. В реальных ОУ всегда имеется некоторый разбаланс схемы и поэтому напряжение на выходе при нулевых входных сигналах не всегда равно нулю. Если величину этого напряжения разделить на известный коэффициент усиления ОУ, то получим эквивалентное значение напряжения сдвига нуля усилителя. Таким образом, напряжение сдвига определяет величину напряжения, которое необходимо приложить к входу, что бы выходное напряжение стала равным нулю.

Выходные характеристики.

К основным выходным характеристикам ОУ относятся: выходное сопротивление, время установления выходного сигнала, максимальный выходной ток и напряжение, время установления выходного сигнала ОУ после перегрузки.

Время установления выходного сигнала tуст – это время, в течение которого заканчивается переходной процесс, т. е. время за которое выходной сигнал после усиления входного ступенчатого напряжения с достаточной точностью достигает своего установившегося значения. Таким образом, параметр tуст характеризует работу ОУ при подаче на его вход сигнала типа ступеньки.

Время восстановления tвос это время, необходимое для возврата ОУ из состояния насыщения по выходу в линейный режим, после снятия воздействия сигнала перегрузки.

Передаточные характеристики.

Передаточными характеристиками ОУ являются коэффициент усиления, амплитудная и амплитудно-частотная характеристики. Амплитудно-частотная и амплитудная характеристики приведены на рис. 11.8.

Из вида амплитудно-частотной характеристики ОУ (рис.11.8 а) видно, что он должен усиливать медленно изменяющиеся сигналы, т. е. сигналы частоты которых близки к нулю.


Амплитудная характеристика (рис.11. 8 б) имеет центральную симметрию, т.к. ОУ обычно питается от двух разнополярных источников. Выходное напряжение ОУ может симметрично меняется в обоих полярностях относительно нуля. В сбалансированном ОУ при Uвх=0 выходное напряжение также должно быть равно нулю.


Любвеобильные девчонки с сервиса http://prostitutki-samary.club/intim-uslugi/analnyj-seks/ знают толк в анальном сексе.
Полупроводниковые выпрямители