Charakterystyka prądowo - napięciowa złącza p-n.

Wpływ temperatury na charakterystykę złącza.

Doświadczenie wykonali :

Arkadiusz MERTA , Adam GNIADEK

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyki prądowo - napięciowej złącza p-n oraz wpływu na nią temperatury. Dodatkowo z charakterystyki w układzie półlogarytmicznym należało odczytać takie parametry statyczne złącza jak:

- współczynnik doskonałości złącza „n”

- rezystancję szeregową złącza R_s.

- rezystancji upływu R_r.

oraz dla zależności prądu lub napięcia od temperatury :

- szerokość przerwy zabronionej W_g.

- temperaturowy współczynnik napięcia

- temperaturowy współczynnik prądu.

Pomiary.

1. Pomiar charakterystyki złącza.

Do doświadczenia wykorzystano diodę krzemową o symbolu :

BYP 401 - 50

Układ pomiarowy :

Do pomiaru charakterystyki dla prądów poniżej 10 mA wykorzystano układ :

Do pomiaru charakterystyki dla prądów powyżej 10 mA wykorzystano układ :

Metoda pomiarowa.

Pomiaru dokonano metoda techniczną punkt po punkcie. Dla prądów mniejszych od 10A wykorzystano multimetr VC-10 T ustawiony na zakres 0,2 Ω.

Wyniki pomiarów.

U	I
0.344	0.01
0.420	0.1
0.513	1
0.643	10
0.693	20
0.712	30
0.729	40
0.74	50
0.754	60
0.763	70
0.772	80
0.778	90
0.785	100
0.836	200
0.867	300
0.89	400
0.91	500
[ V ]	[ mA ]

Wykres

Wykres w skali liniowej :

Wykres w skali półlogarytmicznej - patrz załącznik 1.

Obliczenia

Współczynnik doskonałości złącza n :

Wartość R_s ( „dx” - odczytane z wykresu ):

2. Pomiar wpływu temperatury na charakterystyke złącza.

Układ pomiarowy :

Metoda pomiarowa.

Pomiary wykonano dla diody germanowej. Piecyk z elementem półprzewodnikowym nagrzany został do temperatury 70^oC, nastepnie grzałkę wyłączono. Po ustaleniu się napięcia na diodzie zapisano wyniki dla prądu w kierunku zaporowym i napięcia w kierunku przewodzenia.

Wyniki pomiarów

Kierunek przewodzenia

Tc	Tk	Up
70	346	0.0112
65	341	0.0145
60	336	0.0174
55	331	0.0203
50	326	0.0232
45	321	0.0246
[ ^oC ]	[ K ]	[ V ]

Wykres w skali liniowej - patrz załącznik numer 2.

Kierunek zaporowy.

Tc	1/Tk	Iz
70	0.00289	4.1
65	0.002933	1.95
60	0.002976	1.09
55	0.003021	0.61
50	0.003067	0.373
45	0.003115	0.233
[ ^oC ]	[ 1/K ]	[ mA ]

Wykres w skali półlogarytmicznej - patrz załącznik numer 3.

Obliczenia.

A) Dla kierunku przewodzenia

Przerwa zabroniona

Parametr ten wyliczono ze współczynnika kierunkowego charakterystyki przyjmując jej quasi-liniowy przebieg.

Temperaturowy współczynnik spadku napięcia.

Parametr ten jest równy współczynnikowi nachylenia charakterystyki.

B) Dla kierunku zaporowego.

Przerwa zabroniona

Temperaturowy współczynnik prądu.

Wnioski

.

Otrzymana wartość współczynnika doskonałości złącza równa 1,952 zawiera się w przedziale teoretycznym (1,2), co oznacza poprawne wykonanie ćwiczenia. Podobnie rząd wartości rezystancji szeregowej. Niestety, nie udało się odczytać wartości rezystancji równoległej, gdyż upływ prądu na charakterystyce nie został zauważony.

Otrzymane doświadczalnie wartości zarówno przerwy zabronionej wyznaczonej z wykresu zależności napiecia czy nateżenia od temperatury, temperaturowego współczynnika prądu oraz temperaturowego współczynnika spadku napiecia zgadzają się z danymi teoretycznymi dla diody germanowej.

---