Туннельный диод – элемент, обладающий вольтамперной характеристикой следующего вида:

Ваша задача заключается в том, чтобы как можно более подробно получить эту кривую в диапазоне от $-100~мВ$ до $1200~мВ$ и найти значения $U_1$, $U_2$ и $\Delta I$.

Внимание! Каждую следующую схему нужно использовать только после того, как вы получили максимально возможный диапазон измерений при помощи предыдущей. Повторять измерения для одних и тех же напряжений разными способами не обязательно! Кресты ошибок на графики наносить не нужно.

Схема питания убрана в черную коробочку с тремя выводами разных цветов (рис. 2). Номиналы элементов и напряжение питания указаны приблизительно. Напряжение к коробочке подведено с помощью вилки, включенной в удлинитель. Вынимать вилку из розетки запрещается.

Часть A

Для измерений будем использовать следующую схему:

A1 Экспериментально проверьте в каком диапазоне напряжений можно снять зависимость $I(U)$ используя эту схему. Укажите границы этого диапазона. Снимать ВАХ в этом пункте не требуется.

A S

Часть B

Чтобы увеличить диапазон измеряемых значений, немного видоизменим предыдущую схему:

B1 Так мы сможем измерять маленькие положительные напряжения и токи. Определите границы диапазона напряжений, в котором можно получить $I(U)$, используя данную схему. Снимите ВАХ диода в этом диапазоне. Постройте график этой зависимости, обозначая экспериментальные точки кружочками: $\circ$

A S

Часть C

В предыдущих пунктах нам удалось снять часть ВАХ. Для того, чтобы снять её во всем указанном диапазоне напряжений (от – $100~мВ$ до $1200~мВ$) нужно параллельно диоду подключить резистор на $130~Ом$ (рис. 5).

C1 Промерьте ВАХ диода во всем диапазоне напряжений, используя схему с резистором. На тех же осях, что и в части B отметьте полученные экспериментальные точки треугольниками: $\Delta$

A S

Часть D

Схема, использованная в предыдущем пункте, не позволяет получить вид кривой достаточно точно, особенно в областях резких скачков тока.

D1 Придумайте и опишите в работе более совершенную схему измерений ВАХ, снимите дополнительные точки для ВАХ и максимально точно получите значения $U_1$, $U_2$ и $\Delta I$. Оцените погрешности этих значений. Нанесите точки на тот же график, что и в предыдущих пунктах, обозначая их квадратами: $\square$. Если схем измерений несколько, используйте новые обозначения для экспериментальных точек на графике: $\nabla$, $*$, $+$.

A S

Часть E

E1 На полученном графике проведите сглаживающую кривую.

Оборудование

1. Туннельный диод (элемент, к которому прицеплен красный крокодил)
2. Схема питания (устройство описано ниже):

• Четыре резистора по $130~Ом$
• Два мультиметра
• Набор соединительных проводов типа «крокодил».