GRUPA I Skad grupy:Jdrzej Mirowski (autor sprawozdania) Kamil
Hoiski Jakub CzarneckiData wykonania wiczenia:
17.04.2012SPRAWOZDANIE Z PODSTAW ELEKTRONIKIWICZENIE NR 1DIODY
PPRZEWODNIKOWEWICZENIE NR 1: Pomiary charakterystyk I=f(U) diod
pprzewodnikowych.DIODA PPRZEWODNIKOWA element dwukocwkowy o
nieliniowej i niesymetrycznej charakterystyce prdowo-napiciowej,
zawierajcy zwykle pojedyncze zcze PN lub MS. Kocwk diody
polaryzowan dodatnio dla pracy w kierunku przewodzenia nazwa si
zawsze anod A, a drug kocwk polaryzowan ujemnie - katod K. W
tradycyjnych ukadach zasilajcych najwiksze znaczenie posiadaj diody
prostownicze i diody stabilizacyjne.CHARAKTERYSTYKA POSZCZEGLNYCH
TYPW DIOD:Diody prostownicze s przeznaczone do prostowania napicia
bd prdu przemiennego o maej czstotliwoci. Prostowanie jest to
przetwarzanie prdu przemiennego na prd jednokierunkowy. Diody te
zaczynaj przewodzi prd dopiero po przekroczeniu pewnej wartoci
napicia w kierunku przewodzenia (dla diod krzemowych wynosi ona ok.
0,7 V, a dla germanowych ok. 0,3 V).Diody stabilizacyjne s to diody
przeznaczone do stabilizacji lub ograniczania napi . Diody
stabilizacyjne pracuj przy polaryzacji w kierunku zaporowy m,
charakteryzujc si niewielkimi zmianami napicia pod pywem duych
zmian prdu. Diody te wykorzystuj zjawisko Zenera lub lawinowe
.Diody pojemnociowe (warikapy i waraktory) pracuj przy polaryzacji
zaporowej, charakteryzu jc si zmienn pojemnoci napicia. Ze wzgldu
na mae wy miary diod pojemnociowych, du wytrzymao na udary i ma
zaleno od zmian temperatury, mog one w wielu wypadkach zastpi
kondensatory zmienne lub ceramiczne.Diody przeczajce[impulsowe] -
do nich zaliczane s diody: tunelowe, adunkowe, ostrzowe,
Schottky`ego. Zastosowanie: w przecznikach, we wzmacniaczach o
maych szumach i w generatorach mikrofalo wych.Wyrniamy take diody
generacyjne i wzmacniajce: tunelowe lawinowe Reada i Impatt
GunnaPRZYRZDY POMIAROWE:1) MULTIM ETR M ETEX M XD 4660 A True RM S
(jako woltomierz)Parametry elektryczne: Zakres Napicie stae Napicie
zmienne Dokadno200mV/2V/20V/200V0,05%+3
cyfry200mV/2V/20V/200V0,8%+10 cyfr (40Hz ~ 1kHz) 2,5%+10 cyfr (1kHz
~ 10kHz)750VPrd stay0,8%+10 cyfr 0,3%+3 cyfry 0,5%+3 cyfry 0,8%+5
cyfry(40Hz ~ 1kHz)2mA/20mA 200mA 20APrd zmienny2mA/20mA/200mA
20A1,5% + 10 cyfr (40Hz ~ 1kHz) 1.5%+15 cyfr (40Hz ~ 1kHz)2)
PROFITEC DT-380 (jako amperomierz)Ukad poprawnego pomiaru napicia
do badania charakterystyki przewodzenia i stabilizacji:Celem
wiczenia by pomiar charakterystyki czterech diod: D1 Uniwersalna
krzemowa 1N4148 D2 Impulsowa Schottky'ego 1N5819 D3 Stabilizacyjna
tzw. Zenera BZP683-C6V8D4 wiecca LED x2 (zielona i czerwona)Tab.1
Pomiary charakterystyki IF = f(UF) diody krzemowej dla kierunku
przewodzeniaIF[mA] UF[V] RST [ ] Rd[ ] UT O[V]10A 0,41 41k 289530A
0,46 15,3k 984100A 0,53 5300 314,50,3 0,59 1966 941 0,66 1620 31
0,5603 0,72 220 1210 0,81 81 526 0,89 34Przykad oblicze dla tabeli
1:Uf 0.41VRST =If=0.00001 A= 40 520 41 000U 0.4631V 0.4052VRd =I=
0.00003 A 0.00001 A = 2895Tab.2 Pomiary charakterystyki IF = f(UF)
diody Zenera dla kierunku przewodzenia IF[mA] UF[V] RST [ ] Rd[ ]
UT O[V ] Przykad oblicze dla tabeli 2:Uf 0.6V10A 0,60 60k 148530A
0,63 21k 461100A 0,67 6700 4140,3 0,70 2333 451 0,73 730 14,4
0,6853 0,76 253 4,610 0,79 79 1,726 0,82 32RST =If=0.00001 A= 60
000U 0.6343V 0.6046VRd =I= 0.00003 A 0.00001 A = 1,485 1,5Tab.3
Pomiary charakterystykiIF = f(UF) diody LED dla kierunku
przewodzenia (10 A dla tej wartoci dioda nie wiecia si)IF[mA] UF[V]
RST [ ] Rd[ ] UT O[V ]10A 2,26 226k 550030A 2,37 79k 1600100A 2,48
24,8k 5800,3 2,60 8667 196 2,671 2,74 2740 733 2,88 960 30,810 3,10
210 1726 3,37 130Przykad oblicze dla tabeli 3:Uf 2,26VRST
=If=0.00001 A= 226 000U 2,372V 2,262VRd =I= 0.00003 A 0.00001 A = 5
500Tab.4 Pomiary charakterystyki IF = f(UF) diody Schotkyego dla
kierunku przewodzenia 10A UF[V] RST [ ] Rd[ ] UT O[V ] 99m 9,9k
1402,5 30A 127m 4233 443 100 A 158m 1580 145 0,3 187m 623 47 172,5m
1 0,22 222 15 3 0,25 83 4,2 10 0,28 28 1,25 26 0,30 11,5Przykad
oblicze dla tabeli 4:Uf 0,099VRST =If=0.00001 A= 9 900 U 0,12673 V
0,09868VRd =I= 0.00003 A 0.00001 A = 1402,5 Charakterystyki IF =
f(UF) w zakresie przewodzenia.IF[ m A0 ,0 3 5 ]0,03 0,025 0,02
0,015 0,01 0,005 0 0U [V]1234dioda krzemowadioda Zeneradioda
LEDdioda SchotkyegoCharakterystyki IF = f(UF) w zakresie
przewodzenia w skali logarytmicznej.IF[ m A ]0,081 0,8 0,1 0,01
80,0010,0001 dioda krzemowaU [V]0,00001 dioda Zeneradioda LEDdioda
SchotkyegoWyznaczam Irz max dla diody Zenera:0,80,4WIrz max ==
0,04705A 50mA6,8Tab. 5 Pomiary charakterystyki If=f(Uf) diody
Zenera w zakresie stabilizacjiIrz[mA] Urz[V]0.1 6,700.2 6,710.5
6,711 6,722 6,74 3370 10,75 6,77 1354 9,6 6,79510 6,82 662 820 6,90
345 7,830 6,98 233 7,340 7,05 176 7,447 7,11 151Ra[]Rd[]Uz[V]67000
33550 13420 6720 20 23,3 18 15Przykad oblicze dla tabeli 5:Urz 6
,70VR st =Irz=0.0001 A= 67 000 U6.706V 6.704VRd =I=0.0002 A
0.0001A= 20 Charakterystyka If=f(Uf) diody ZeneraIf[m A ]7,15w
zakresie stabilizacji7,17,0576,956,9 Dioda Zenera
6,856,86,756,76,6540 2Uf[V ]68101 2Wyznaczam parametry M, I z
rwnania s Schockleya:If=Is*exp(26)1=exp (1)262=exp (2)26112ln(
2)=26| 112M*ln()=226Dla diody D1: If1 = 0,003 A, U = 0,724 V f1 If2
= 0,0003 A, U = 0,595 V f2M=0,724 0,5950,003=0,129=0,129=0,129
2,160,026 ln(0,0003)0,026 100,026 2,300,0598Dla If = 0,001 A i U =
0,661 V0,001 0,001 0,001 8,29 10-3nAIs =exp0,661121205712,16 ,
26Dla diody D4: If1 = 3 mA = 0,003 A, Uf1 = 2,88 V If2 = 0,3 mA =
0,0003 A, Uf2 = 2,6 V2,88 2 ,60,28=0,28= 4,68M=0,026 ln (0,003
0,0003)=0,026 100,026 2,30Dla If = 0,001 A i U = 0,737 V Is
=exp0,001-3 = 2,4 * 10 A0,7374,68 , 26Ukad poprawnego pomiaru prdu
do badania charakterystyki zatkania:Tab. 1 Pomiar charakterystyki
IR = f(UR) diody krzemowej w zakresie zaporowym.UR [V] Ir [A] Rst
[]0,5 500001 1000002 0,01 2000005 0,03 166667Przykad oblicze dla
tabeli 1:Ur 5VRst =Ir=0,00003= 166667 Tab. 2 Pomiar charakterystyki
IR = f(UR) diody Schottkyego w zakresie zaporowym.UR [V] Ir [A] Rst
[]0,5 0,28 17861 0,31 32262 0,36 55565 0,48 10417Przykad oblicze
dla tabeli 2:Ur 0.5VRst =Ir=0.00028 A= 1786 Tab. 3 Pomiar
charakterystyki R = f(UR) diody Zenera w zakresie zaporowym. IUR
[V] Ir [A] Rst []0,5 500000Tab. 4 Pomiar charakterystyki IR = f(UR)
diody LED w zakresie zaporowym.UR [V] Ir [A] Rst []0,5 500001
1000002 0,01 >2000005 0,40 12500Przykad oblicze dla tabeli 4:R
=st Ur Ir=0.5V0,0004A= 12500 Charakterystyka IR = f(UR) diodyIr [ A
]6Schottkyego w zakresie zaporowym543 dioda Schottkyego 21000,
10,20,30,40,50,6UR [V]Wnioski: Do badania charakterystyki
przewodzenia i stabilizacji stosujemy ukad poprawnego pomiaru
napicia, a do badania charakterystyki zatkania ukad poprawnie
mierzonego prdu. P rzy pomiarach charakterystyki diody krzemowej,
LED, Schottkyego i Ze nera w kierunku przewodzenia duy wzrost
napicia wiza si z niewielkim wzrostem prdu, rezystancja malaa. Przy
pomiarze charakterystyki diody Zenera w zakresie stabilizacji may
wzrost napicia powodowa stosunkowo duy wzrost prdu. Przy pomiarze
charakterystyki diody Schottkyego w kierunku zaporowym wzrost
napicia [V] powodowa proporcjonalny wzrost prdu [A]. Inne diody nie
przewodziy prdu w kierunku zaporowym, jedynie dioda LED przy 5V
wskazaa na amperomierzu 0,40 A
