-1-

1.CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznani się z budową i działaniem stabilizatorów napięcia i prądu stałego zbudowanych z elementów półprzewodnikowych.

2.SCHEMATY POMIAROWE (strony 3-5)

• strona 3: rys.3.8-Stabilizator napięcia z diodą Zenera;

rys.3.9.-stabilizator prądu;

- strona 4: rys.3.10-kompensacyjny stabilizator napięcia;

rys.3.11-stabilizator napięcia 9V zbudowany przy użyciu ukł.scalonego MAA723;

3.TABELE POMIAROWE

3.1.1. Tabela pomiarowa dla stabilizatora napięcia (rys.3.8.) - pomiar napięcia Uwy stabilizatora przy zmiennym napięciu Us i stałej rezystancji Ro=180Ω.

Us[V]	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240
Uwy[V]	3,88	4,03	4,13	4,20	4,26	4,31	4,36	4,40	4,45	4,49	4,52

3.1.2. Tabela pomiarowa dla stabilizatora ze sprzężeniem zwrotnym zbudowanym z elementów dyskretnych (rys.3.10.) - pomiar napięcia Uwy stabilizatora przy zmiennym napięciu Us i stałej rezystancji Ro=180Ω.

Us[V]	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240
Uwy[V]	8,41	8,84	8,88	8,91	8,93	8,95	8,96	8,98	8,99	9	9,01

3.1.3. Tabela pomiarowa dla stabilizatora napięcia 9V zbudowanego przy użyciu układu scalonego MAA723 (rys.3.11.) - pomiar napięcia Uwy stabilizatora przy zmiennym napięciu Us i stałej rezystancji Ro=180Ω.

Us[V]	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240
Uwy[V]	7,60	8,85	8,93	8,96	8,97	8,96	8,96	8,96	8,96	8,96	8,97

3.2.1. Tabela pomiarowa dla stabilizatora prądu (rys.3.9.) - pomiar wielkości Uwy, Ui, Uo dla zmian rezystancji Ro przy Us=220V=const.

Ro[Ω]			1		10	20		30		40		50	60	70	80	90
Uwy[V]			0,16		1,88	3,33		4,45		5,49		6,34	7,05	7,62	8,17	8,64
Ui[mV]			2000		1900	1600		1600		1600		1500	1400	1300	1200	1100
Uo[mV]			30		0,28	0,42		0,52		0,6		0,64	0,66	0,66	0,66	0,66
Iwy=			0,16		0,188	0,1665		0,148333		0,13725		0,1268	0,1175	0,108857	0,102125	0,096
gm=			0,015		1,47E-05	1,31E-05		1,08E-05		9,38E-06		8,53E-06	7,86E-06	7,25E-06	6,88E-06	6,67E-06

-2-

3.3.1. Tabela pomiarowa dla stabilizatora napięcia (rys.3.8.) - pomiar wartości Uwy, Ui, Uo przy zmianach Iwy dla napięcia Us=220V=const.

Iwy[mA]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uwy[V]	4,59	4,41	4,36	4,29	4,17	4,01	3,76	2,57	2,33	0,75	0,03
Ui[mV]	900	900	1000	1000	900	1000	900	900	1000	1200	1200
Uo[mV]	45	41	45	55	70	90	110	140	140	55	5,5
ku=	0,05	0,045556	0,045	0,055	0,077778	0,09	0,122222	0,155556	0,14	0,045833	0,004583

3.3.2. Tabela pomiarowa dla stabilizatora napięcia (rys.3.10.) - pomiar wartości Uwy, Ui, Uo przy zmianach Iwy dla napięcia Us=220V=const.; zaciski 4 i 5 rozwarte.

Iwy[mA]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Uwy[V]	9,05	8,30	9,0	9,01	9	8,99	8,97	8,92	5,82	0,2
Ui[mV]	120	260	360	520	600	750	800	950	1000	1000
Uo[mV]	2	4	6	8	9	12	14	18	22	0,5
ku=	0,016667	0,015385	0,016667	0,015385	0,015	0,016	0,0175	0,018947	0,022	0,0005

3.3.3. Tabela pomiarowa dla stabilizatora napięcia (rys.3.10.) - pomiar wartości Uwy, Ui, Uo przy zmianach Iwy dla napięcia Us=220V=const.; zaciski 4 i 5 zwarte.

Iwy[mA]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Uwy[V]	9,01	9	9	9	8,99	8,98	8,96	8,95	8,83	0,2
Ui[mV]	180	300	400	520	640	800	900	1000	1500	1100
Uo[mV]	3,5	5	6	8	9,5	12	14	17	28	0,5
ku=	0,019444	0,016667	0,015	0,015385	0,014844	0,015	0,015556	0,017	0,018667	0,000455

3.3.4 Tabela pomiarowa dla stabilizatora napięcia (rys.3.11.) - pomiar wartości Uwy, Ui, Uo przy zmianach Iwy dla napięcia Us=220V=const.;

Iwy[mA]	0	10	20	30	40
Uwy[V]	8,97	9,26	9,26	9,26	9,26
Ui[mV]	120	250	300	480	600
Uo[mV]	1	1,2	1,5	2	2
ku=	0,008333	0,0048	0,005	0,004167	0,003333

-6-

4.CHARAKTERYSTYKI

-7-

-8-

-9-

-11-

-10-

-12-

-13-

-14-

-15-

4.OBLICZENIA

4.1. Z charakterystyk Uwy=f(Iwy) otrzymanych na podstawie tabeli 3.3.1.-3.3.3. wyznaczamy rezystancje wyjściowe wszystkich badanych stabilizatorów (przy prądzie Iwy=30mA) na podstawie zależności:

rwy =
dla Uwe=const.,T=const.

4.1.1. Dla układu z rysunku 3.8.(tabela 3.3.1.)-stabilizator napięcia z diodą Zenera - mamy:

rwy =
=
=

4.1.2. Dla układu z rysunku 3.10.(tabela 3.3.2.-zaciski rozwarte)-kompensacyjny stabilizator napięcia - mamy:

rwy =
=
=

-16-

4.1.3. Dla układu z rysunku 3.10.(tabela 3.3.3.-zaciski zwarte)-kompensacyjny stabilizator napięcia - mamy:

rwy =
=
=

4.2. Na podstawie charakterystyk Uwy=f(Us) otrzymanych na podstawie tabel 3.1.1.-3.1.3. określamy zakres zmian napięcia Us, przy jakim stabilizator pracuje poprawnie:

• w przypadku stabilizatora napięcia (rys.3.8.;tabela 3.1.1.) mamy Us=200-250V

• w przypadku kompensacyjnego stabilizatora napięcia (rys.3.10.; tabela 3.1.2.) mamy Us=185-240V

• w przypadku stabilizatora napięcia 9V zbudowanego przy użyciu układu scalonego MAA723 (rys.3.11.; tabela 3.1.3.) mamy Us=175-240V

4.3. Na podstawie charakterystyki Iwy=f(Uwy) dla układu z rysunku 3.9.(tabela 3.2.1.)-stabilizator prądu- określamy konduktancję wyjściową (dla Uwy=4V) na podstawie zależności:

gm=
dla Uwe=const.; T=const.

Stąd dla naszego układu mamy:

gm=
=

6.WNIOSKI

W ćwiczeniu badaliśmy stabilizatory napięcia i prądu stałego. Są one jednym z najczęściej używanych układów elektronicznych. Stabilizacja napięcia stałego jest możliwa dzięki zastosowaniu elementów, na których spadek napięcia zmienia się bardzo niewiele przy znacznych zmianach płynącego przez nie prądu. Najczęściej stosowanym elementem o powyższej własności jest dioda Zenera. W ćwiczeniu badaliśmy stabilizator napięcia na diodzie Zenera (rys.3.8.), kompensacyjny stabilizator napięcia (rys.3.10.) oraz stabilizator

-17-

napięcia zbudowany przy użyciu układu scalonego. Parametry charakteryzujące stabilizatory napięcia stałego a wyznaczone przez nas w ćwiczeniu to: rezystancja wyjściowa (rwy) oraz współczynnik stabilizacji napięcia (ku). Typowe wartości rezystancji wyjściowej zawierają się w granicach 1mΩ-100Ω. Wyznaczone przez nas wartości rezystancji wyjściowej mieszczą się tym zakresie. Współczynniki stabilizacji są rzędu 0,001-0,1. Otrzymane przez nas współczynniki stabilizacji mieszczą się w tym zakresie.

Stabilizatory prądu stałego charakteryzują się dużą rezystancją wyjściową, aby prąd płynący do obciążenia pozostawał stały pomimo zmian napięcia na wyjściu układu. W ćwiczeniu badaliśmy stabilizator prądu (rys.3.9.). Parametrami charakterystycznymi stabilizatora a wyznaczanymi w ćwiczeniu są konduktancja wyjściowa (gwy) oraz współczynnik stabilizacji prądu (gm). Wartości tych parametrów są zbliżone do wartości odpowiednich parametrów stabilizatorów napięcia. Wyznaczone przez nas wartości konduktancji wyjściowej oraz współczynnika stabilizacji prądu zawierają się zakresie odpowiednim dla tych współczynników.

Ewentualne błędy, które miały wpływ na dokładność otrzymanych wyników to niestabilność układu, niestabilność połączeń, niezbyt dokładny odczyt wielkości z przyrządów pomiarowych.

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI

ĆWICZENIE NR 3

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO

Wykonali:

Mariusz Jurczyk

Robert Ciura

Rok III Grupa IV

Środa 13:45-15:15

---