­­­­­ Politechnika Wrocławska	Jarosław Jasiński	Rok studiów II Grupa 3 Semestr 3 Rok akad. 2013/2014
Laboratorium Podstaw Elektroniki
Grupa Laboratoryjna 3	Numer ćwiczenia	Temat Diody Półprzewodnikowe. Charakterystyki, Modele, Zastosowania.
Data wykon. Ćwiczenia 21.10.2013r.	2

Cel ćwiczenia: Praktyczne poznanie układów do badania charakterystyk statycznych diod

półprzewodnikowych, odcinków (zakresów): przewodzenia, zatkania, przebicia. Przyswojenie kształtu charakterystyk i ich matematycznego opisu. Poznanie i badanie najprostszych układów aplikacyjnych diod.

1. Układ poprawnego pomiaru napięcia do pomiaru charakterystyki przewodzenia i stabilizacji:

1. Celem ćwiczenia był pomiar charakterystyki czterech diod:

• D1 Uniwersalna krzemowa

• D2 Impulsowa Schottky'ego

• D3 Stabilizacyjna tzw. Zenera

• D4 Świecąca LED Niebieska

Tab1. Pomiary charakterystyki I_F = f(U_F) diody krzemowej dla kierunku przewodzenia

Lp	UF [V]	Ifznam [mA]	If	$$\frac{R}{r}$$
1.	0,423	0,02	19,61µA	3,09
2.	0,545	0,2	198,5µA	37,10
3.	0,630	1	1,009mA	8,97
4.	0,665	2	1,931mA	6,34
5.	0,805	20	19,63mA	3,28

Tab2. Pomiary charakterystyki IF = f(UF) diody Schotky’ego dla kierunku przewodzenia

Lp	UF [V]	Ifznam [mA]	If	$$\frac{R}{r}$$
1.	0,109	0,02	2,07 µA	1,73
2.	0,172	0,2	197,1 µA	574,00
3.	0,216	1	1,006 mA	4,97
4.	0,233	2	1,097 mA	3,86
5.	0,295	20	19,62 mA	2,40

Tab3. Pomiary charakterystyki IF = f(UF) diody LED (kolor Niebieski) dla kierunku przewodzenia

Lp	UF [V]	Ifznam [mA]	If	$$\frac{R}{r}$$
1.	2,328	0,02	19,57µA	6,81
2.	2,557	0,2	198,54µA	22,63
3.	2,740	1	1,006µA	39,14
4.	2,825	2	1,965µA	18,23
5.	3,285	20	19,65µA	5,34

Tab4. Pomiary charakterystyki IF = f(UF) diody Zenera dla kierunku przewodzenia

Lp	UF [V]	Ifznam [mA]	If	$$\frac{R}{r}$$
1.	6,673	0,2	195,5 µA	3,99
2.	6,683	1	1,064 mA	3,97
3.	6,694	2	1,994 mA	3,95
4.	6,725	5	5,07 mA	3,90
5.	6,766	10	10,03 mA	3,83
6.	6,872	30	27 mA	3,67

Przykładowe obliczenia

$$R_{d} = \frac{\bigtriangleup U}{\bigtriangleup I} = \frac{0,8053 - 0,560\text{\ V}}{0,01963\text{\ A}} = 10,46\ \Omega$$

$$R = \frac{U_{F}}{I_{F}} = \frac{0,8053\ V}{0,01963\ A} = 41,02\ \Omega$$

$$\frac{R}{r} = \frac{41,02\ \Omega}{10,46\ \Omega} = 3,92$$

1. Charakterystyki I_F = f(U_F) w zakresie przewodzenia.

2. Charakterystyki I_F = f(U_F) w zakresie przewodzenia w skali logarytmicznej

3. Wyznaczenie I_s oraz M dla Diody Led i Diody Uniwersalnej

Korzystając z wykładniczej linii trendu wyznaczyłem równanie dla Diody Uniwersalnej oraz Diody Led.

Dla Diody Uniwersalnej

I_F = 0, 0000001 * e^18, 177

I_s = 1 * 10⁻⁸ A

M= 0,001

Dla Diody Led

I_F = 0, 000000000002 * e^7, 1184

I_s = 2 * 10⁻¹² A

M=0,012

Przykładowe Obliczenia

$$M = \frac{0,805*0,026}{18,177} = 0,001$$

1. Wyniki badań prostownika bez i z filtrem pojemnościowym.

Lp	Cfiltra [µF]	Rl [Ω]	UiAc [V]	UoDC [V]	UoAC [V]	UoDC /UiAC [V]	UoAC/UoDC [%]
1	0	∞	5,044	2,526	2,216	0,501	88
2	0	1000		1,768	2,272	0,351	128
3	0	500		1,651	2,123	0,327	129
4	0	300		1,576	2,034	0,312	129
5	10	∞		6,509	----	1,290	------
6	10	1000		4,465	0,233	0,885	5
7	10	500		3,608	0,388	0,715	11
8	10	300		3,185	0,468	0,631	15

Przykładowe Obliczenia:

$$\frac{U_{\text{oDC}}}{U_{\text{iAC}}} = \ \frac{2,526}{5,044}\ \frac{V}{V} = 0,501$$

$$\frac{U_{\text{oAC}}}{U_{\text{oDC}}} = \ \frac{2,216}{2,526}\ \frac{V}{V}\ \times 100\% = 88\ \%$$

1. Rodziny charakterystyk Uo = f(1/RL) i kt =f(1/RL)

2. Wnioski

Do badania charakterystyki przewodzenia i stabilizacji stosujemy układ poprawnego pomiaru napięci. Przy pomiarach charakterystyki diody krzemowej, LED, Schottky’ego i Zenera w kierunku przewodzenia duży wzrost napięcia wiązał się z niewielkim wzrostem prądu, rezystancja malała. Przy pomiarze charakterystyki diody Zenera w zakresie stabilizacji mały wzrost napięcia powodował stosunkowo duży wzrost prądu. Zauważono, że filtr nagromadził napięcie na prostowniku jednopołówkowym natomiast bez filtra napięcie na prostowniku było małe. W obu przypadkach regulując opornikiem napięcie malało. Szczególną uwagę zwrócono na to ,że wraz z niższym oporem tętnie wzrastało najbardziej w układzie jednopołówkowym bez filtra.