Wykonanie ćwiczenia

1. Dane do wykresów charakterystyk diod krzemowej i germanowej

a) wyniki pomiarów diody krzemowej D₁ w kierunku przewodzenia:

IF(int)	[mA]	0	1	5	10	30	50	80	120	150	200
IF	[mA]	0,01	0,91	5,82	10,6	46,7	65,4	89,3	128,5	145,6	202,1
UF	[V]	0,0009	0,601	0,671	0,693	0,753	0,772	0,778	0,792	0,796	0,81
R=UF/ IF	[Ω]	93,20	660,44	115,29	65,38	16,12	11,80	8,71	6,16	5,47	4,01

b) wyniki pomiarów diody germanowej D_­2 w kierunku przewodzenia

IF(int)	[mA]	0	1	2	3	4	5	10	12,5	17,5	20	22,5	25
IF	[mA]	0,16	0,97	2,05	3,06	4,36	4,98	10,2	12,8	17,4	19,3	22,6	24,7
UF	[V]	0,060	0,131	0,172	0,197	0,220	0,223	0,262	0,276	0,293	0,298	0,307	0,316
R=UF/ IF	[Ω]	0,37	134,85	84,00	64,44	50,46	44,84	25,82	21,48	16,87	15,49	13,59	12,80

2. Dane do wykresów charakterystyk diod Zenera

a) wyniki pomiarów diody Zenera D₃ w kierunku zaporowym

Uzas	[V]	0	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3	3,2	3,4	3,6	3,8	4	4,2
Uz	[V]	0,03	2,05	2,18	2,43	2,61	2,8	3,05	3,21	3,46	3,56	3,75	3,98	4,14
Iz	[mA]	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,06	0,1	0,13	0,23	0,38	0,67	1,02

4,4	4,6	4,8	5	6	7	8	10	11	13	15	18	20	25
4,25	4,37	4,56	4,63	4,98	5,12	5,18	5,29	5,32	5,35	5,39	5,41	5,43	5,46
1,13	1,79	2,78	3,6	10,6	18	24,5	49,9	55,1	73	93,3	122	141	189

b) wyniki pomiarów diody Zenera D₄ w kierunku zaporowym

Uzas	[V]	0	7	7,2	7,4	7,6	7,8	8	8,2	8,4	8,6	8,8	9	9,5
Uz	[V]	0,04	6,96	7,21	7,41	7,61	7,81	7,92	8	8,05	8,06	8,07	8,07	8,08
Iz	[mA]	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,89	1,83	3,14	5,13	7,12	9,02	14,7

10	15	17	18	20
8,08	8,13	8,15	8,18	8,19
19	66,2	85,2	95,5	114

c) Na podstawie wykresu obliczyłam rezystancję dynamiczną, definiowaną jako nachylenie charakterystyki statycznej diody w punkcie pracy. Obliczeń dokonałam dla I_ST= 60±20 [mA].

	D3	D4
Δ U	0,12	0,05
Δ I	0,04	0,04
Rdyn	3	1,25

d) Następnym etapem było wyznaczenie współczynnika stabilizacji diody Zenera, który definiowany jest jako stosunek względnych zmian prądu płynącego przez diodę do wywołanych przez nie względnych zmian spadku napięcia.

	D3	D4
Δ I	0,04	0,04
Ist	0,06	0,06
Δ U	0,12	0,05
Ust	5,35	8,13
Rst	89,2	135,5
Rdyn	3	1,25
Z	29,7	108,4

Wnioski

Analizując wykonane pomiary oraz wykresy charakterystyk prądowo-napieciowych przedstawionych na wykresie 1, można wysunąć wniosek, iż najpierw prąd wzrasta powoli, zaś po osiągnięciu napięcia progowego, wynoszącego dla diody krzemowej D₁ - 0,6 V zaś dla diody germanowej D₂ - 0,2 V, prąd zaczyna gwałtownie rosnąć. Obydwie charakterystyki mają niemalże identyczny kształt, z tą różnicą, że są przesunięte wzdłuż osi poziomej. Charakterystyka diody germanowej w kierunku przewodzenia jest bardziej zbliżona do diody idealnej.

Podobna sytuacja ma miejsce przy porównaniu diody Zenera D₃ i D₄. Dioda D₃ ma niższe napięcie progowe niż dioda D₄. Na obydwu diodach następuje gwałtowny wzrost prądu przy polaryzacji w kierunku zaporowym. Zjawisko przebicia Zenera ma miejsce na diodzie D₃, ponieważ prąd zaczyna gwałtownie wzrastać przy napięciu wynoszącym około 4,5-5 V, z kolei zaś zjawisko przebicia lawinowego możemy zaobserwować na diodzie D₄, gdyż prąd gwałtownie wzrasta przy napięciu wynoszącym około 8 V.

Na podstawie wyliczeń widać, że dioda D₃ ma mniejszy współczynnik stabilizacji, z czego wnioskuję, że jest ona lepszym stabilizatorem (im mniejszy współczynnik stabilizacji, tym lepszy stabilizator).

---