I. Cześć teoretyczna (najważniejsze informacje dotyczące badanego zagadnienia).

DIODA - jest przyrządem elektronicznym o dwóch elektrodach zwanych odpowiednio: anodą i katodą.; próżniowa (zwana też lampową), lub półprzewodnikowa ze złączem p-n, lub m-s: łatwo przewodzi prąd elektryczny w jednym kierunku, słabo w drugim (tak zwanym kierunku zaporowym) o czym mogliśmy się przekonać na zajęciach. Wyróżniamy: diodę dwubazową, diodę elektroluminescencyjną (dioda półprzewodnikowa ze złączem p-n emitująca promieniowanie świetlne podczas przepływu prądu elektrycznego przez złącze spolaryzowane w kierunku przewodzenia, diodę Gunna; przyrząd półprzewodnikowy bez złącza p-n, w którym po przyłożeniu odpowiednio dużego napięcia powstają drgania elektryczne, wytwarzana z arsenku galu. Rzadziej z fosforku indu, dioda PIN; dioda półprzewodnikowa o strukturze warstwowej, w której kolejne warstwy stanowią półprzewodniki typu p, samoistny (i) oraz typu n, impedancja diody sterowana jest stałym, lub zmiennym napięciem małej częstotliwości, dioda pojemnościowa; dioda półprzewodnikowa ze złączem p-n, spełniająca w obwodzie elektrycznym funkcję zmiennej pojemności regulowanej napięciem doprowadzanym do jej elektrod, dioda Schottky'ego dioda półprzewodnikowa ze złączem m-s, w którego obszarze występuje bariera Schottky'ego, dioda tunelowa; dioda półprzewodnikowa ze złączem p-n, w której działaniu podstawową rolę odgrywa zjawisko tunelowego przenikania nośników ładunku przez barierę potencjałów w silnie domieszkowym złączu, dioda Zenera; jest diodą stabilizacyjną, półprzewodnikową ze złączem p-n, której działanie opiera się na wykorzystaniu zjawiska Zenera i zjawiska lawinowego powielania nośników ładunku w warstwie zaporowej dość silnie domieszkowego złącza; służy do stabilizacji napięcia w układach elektronicznych.

ŻARÓWKA - służy do wytwarzania światła pod wpływem prądu elektrycznego. Zbudowana jest ze szklanego przykrycia izolującego gaz rozpalany przez żarnik (którym jest przeważnie włókno metalowe) - pod wpływem przepływu przez niego prądu zaczyna on żarzyć wytwarzając światło oraz ciepło.

II. Część praktyczna.

1)Treść zadania:

a) Schemat pomiarowy do wyznaczania charakterystyki prądowo-napięciowej

elementów rezystancyjnych liniowych i nieliniowych:

• Połączyć układ pomiarowy. Wyłącznik W otwarty, potencjometr R_p w pozycji zapewniającej najmniejszą wartość napięcia przykładanego do układu,

• Zanotować rezystancję wewnętrzną R_V woltomierza, R_A amperomierza i rezystancję mierzoną. Określić położenie przełącznika P.

• Potencjometrem R_P zwiększyć napięcie U. Przy kolejnych wartościach napięcia U odczytywać wskazania przyrządów.

• Należy wykonać min 6 pomiarów.

• Wyłączyć wyłącznik W, wymienić badany element przyłączając go do zacisków obwodu i powtórzyć pomiary według punktów od 1 do 4 zwrócić uwagę na pozycję przełącznika P.

b) Schemat pomiarowy do wyznaczania charakterystyki prądowo-napięciowej

elementow półprzewodnikowych:

• Połączyć układ pomiarowy. Wyłącznik W otwarty, potencjometr R_p w pozycji zapewniającej najmniejszą wartość napięcia przykładanego do układu, wartość rezystancji rezystora R_ogr największa.

• Zanotować rezystancję wewnętrzną R_V woltomierza, R_A amperomierza i rezystancję mierzoną. Określić położenie przełącznika P.

• Potencjometrem R_P zwiększyć napięcie U. Przy kolejnych wartościach napięcia U odczytywać wskazania przyrządów.

• Należy wykonać 6 pomiarów.

• Zmienić kierunek napięcia zasilającego i wykonać kolejne 6 pomiarów.

• Wyłączyć wyłącznik W, wymienić badany element przyłączając go do zacisków obwodu i powtórzyć pomiary według punktów od 1 do 4 zwrócić uwagę na pozycję przełącznika P.

2)Sprawdzane przedmioty i wymiary (szkic mierzonego przedmiotu i wymiary symbolowe, schemat urządzenia itp.):

• Schemat pomiarowy do wyznaczania charakterystyki prądowo-napięciowej

elementów rezystancyjnych liniowych i nieliniowych:

• Schemat pomiarowy do wyznaczania charakterystyki prądowo-napięciowej

elementow półprzewodnikowych:

3)Sprzęt mierniczy:

• Woltomierz - 3mA PRL T104 3706097/73 LM-1

• Opornik - 20Ω - 3A

• Amperomierz - 60mV PRL T104 3507059/74 LM-1

• Żarówka - 24V

• Dioda

• OMIG MŁT 100 5% 70

• TeWa DLG4

4)Wyniki pomiarów (tabela zestawieniowa wyników):

Rezystor:

Lp	I (stała 0,01)	U (stała 1)
		A	V
1	0,08	5
2	0,21	13
3	0,29	18
4	0,40	25
5	0,51	32
6	0,63	39
1	0,11	6
2	0,19	11
3	0,29	18
4	0,43	26
5	0,52	32
6	0,64	39

Żarówka ( element nieliniowy ):

Lp	I (stała 0,025)	U (stała 1)
		A	V
1	0,525	1
2	1,05	5
3	1,275	7
4	1,5	10
5	1,625	11
6	1,875	15
1	0,675	2
2	1,05	5
3	1,325	8
4	1,475	10
5	1,7	12
6	1,825	14

Dioda prostownicza germanowa:

	Kierunek zaporowy		Kierunek przewodzeni
Lp	U (stała 0,5)	I	U(stała0,01)	I
		V	A	V	A
1	1	0	1	0,00
2	1,5	0	1,5	0,01
3	2,5	0	2,5	0,01
4	10	0	10	0,04
5	15	0	15	0,06
6	20	0	20	0,08
1	1	0	0,5	0,00
2	1,5	0	1	0,00
3	2,5	0	2	0,01
4	10	0	10	0,04
5	15	0	15	0,06
6	20	0	20	0,08

5)Obliczenia:

Żarówka (element nieliniowy):

Stała amperomierza:

Stała=
=0,025

27*0,025=0,675

Wykresy dla rezystora:

Wykresy dla żarówki:

Wykresy dla diody prostowniczej germanowj:

• Kierunek zaporowy:

• Kierunek przewodzenia

6)Uwagi i wnioski końcowe:

Przeprowadzone pomiary wykazuje, że każde urządzenie ma inną oporność i charakterystykę prądowo-napięciową. W przypadku żarówki widać, że potrzebuje ona dużą większego napięcia niż rezystor, dlatego odczyn natężenia prądu pokazuje nieporównywalnie niższe natężenie w jej przypadku. W trakcie przepływu prądu przez żarówkę i towarzyszącemu temu oporowi następuje nagrzewanie się żarnika (włókna metalowego) - w rezultacie widzimy światło. Rezystor tworząc opór nagrzewa się. Dioda jest urządzeniem mającym za zadanie przepuszczanie prądu tylko w jednym kierunku, dlatego zmieniając kierunek przewodzenia na zaporowy natężenie jest 0-we.

1

U

V

E

Rp

W

1 2

mA

I

Rd

V

mA

1 2

U

Rp

W

E

---