Politechnika Świętokrzyska
Labolatorium Elektronika
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Ćwiczenie: 1	Badanie Diod Półprzewodnikowych	Data wykonania: 25 X 2012
Zespół nr 2 1. Wojciech Popiel 2. Przemysław Janicki 3. Łukasz Pluta 4. Arkadiusz Orliński		Ocena:

1. Wstęp:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk prądowo-napięciowych diod półprzewodnikowych prostowniczych krzemowej, germanowej oraz diody elektroluminescencyjnej w kierunkach przewodzenia i zaporowym, oraz charakterystyki diody Zenera w kierunku zaporowym.

2. Przebieg ćwiczenia – opracowanie wyników:

2.1 Wyznacznie charakterystyk diod w kierunku przewodzenia:

Rys. 1. Układy do pomiaru charakterystyk diod w kierunku przewodzenia.

Lp.	1N4002 - D3		DZG7 - D2		L – 53 YD - D6		L – 53 MBDL - D7
	IF [mA]	UF [V]	IF [mA]	UF [mV]	IF [mA]	UF [V]	IF [mA]	UF [V]
1.	0,1	0,462	0,1	65,3	0,1	1,666	0,1	2,961
2.	1	0,557	1	154,8	0,2	1,695	0,2	3,063
3.	2	0,590	2	187,4	0,4	1,725	0,4	3,153
4.	4	0,623	4	219,7	0,6	1,743	0,6	3,203
5.	6	0,642	6	240,1	0,8	1,758	0,8	3,236
6.	8	0,656	8	254,6	1	1,769	1	3,264
7.	10	0,666	10	265,7	2	1,810	2	3,349
8.	12	0,675	12	275,0	3	1,836	3	3,406
9.	14	0,682	14	282,9	4	1,858	4	3,452
10.	16	0,688	16	289,9	5	1,878	5	3,494
11.	18	0,693	18	295,9	6	1,894	6	3,531
12.	20	0,698	20	301,5	7	1,911	7	3,565
13.	22	0,702	22	306,6	8	1,925	8	3,596
14.	24	0,706	24	311,3	9	1,940	9	3,627
15.	26	0,710	26	315,5	10	1,954	10	3,657

Tabela 1. Pomiary charakterystyk diod prostowniczych i elektroluminescencyjnych w kierunku przewodzenia (wyniki uzyskane w trakcie badania pisane kursywą, wartości, dla których wykonano obliczenia zostały wyróżnione pogrubieniem).

Rezystancje statyczna oraz dynamiczna dla diod kremowej i germanwej w kierunku przewodzenia:

Rezystancję statyczną oblicza się dzieląc napięcie przez prąd dla danego punktu pomiarowego. Przyjęto punkt pomiarowy nr 7, dla którego I_F = 10 [mA], a U_F = 0,666 [V] (dioda krzemowa) oraz U_F = 265,7 [mV] (dioda germanowa).

Dioda krzemowa (punkt nr 7): UF = 0,666 [V], IF = 10 [mA] Rezystancja statyczna diody krzemowej: rsk = 66,6 [Ω]

Dioda germanowa (punkt nr 7): UF = 265,7 [mV], IF = 10 [mA] Rezystancja statyczna diody germanowej: rsg = 26,57 [mΩ]

Rezystancję dynamiczą oblicza się dzieląc przyrost napięcia przez przyrost prądu. Przyjmując punk pomiarowy nr 7 należy rezystancję dynamiczną obliczyć dzieląc przyrost napięcia od punktu pomiarowego nr 6 do punktu pomiarowego nr 8 przez przyrost prądu miedzy tymi punktami pomiaru. Przyjęto, że przyrosty ΔU oraz ΔI nie są nieskończenie małe (dU, dI), i zawierają się miedzy punktem 6 a punktem 8 pomiarów.

Dioda krzemowa (dla punktu nr 7): UF6 = 0,656 [V], IF6 = 8 [mA] UF8 = 0,675 [V], IF8 = 12 [mA] Rezystancja dynamiczna diody krzemowej: Rdk = 4,75 [Ω]

Dioda germanowa (dla punktu nr 7): UF6 = 254,6 [mV], IF6 = 8 [mA] UF8 = 275 [mV], IF8 = 12 [mA] Rezystancja dynamiczna diody germanowej: Rdg = 5,1 [mΩ]

Wykresy charakterystyk przewodzenia wykonane na podstawie wyników pomiarów:

2.2 Wyznacznie charakterystyk diod w kierunku zaporowym:

Rys. 2. Układy do pomiaru charakterystyk diod w kierunku zaporowym.

Lp.	1N4002 - D3		DZG7 - D2
	UF [V]	IF [μA]	UF [V]	IF [μA]
1.	-2	0	-2	-21,3
2.	-4	0	-4	-21,7
3.	-6	0	-6	-22
4.	-8	0	-8	-22,3
5.	-10	0	-10	-22,6
6.	-12	0	-12	-23
7.	-14	0	-14	-23,8
8.	-16	0	-16	-25,2
9.	-18	0	-18	-26,6
10.	-20	0	-20	-29,6
11.	-22	0	-22	-32,6
12.	-24	0	-24	-35,6
13.	-26	0	-26	-38,6
14.	-28	0	-28	45
15.	-30	0	-30	48,8

Tabela 2. Pomiary charakterystyk diod prostowniczych i elektroluminescencyjnych w kierunku zaporowym (wyniki uzyskane w trakcie badania pisane kursywą).

Wykresy charakterystyk zaporowych wykonane na podstawie wyników pomiarów:

2.3 Wyznacznie charakterystyk diod Zenera w kierunku zaporowym:

Rys. 3. Układy do pomiaru charakterystyk diod Zenera w kierunku zaporowym.

Lp.	5V6		7V5		8,2V		10V
	IF [mA]	UF [V]	IF [mA]	UF [V]	IF [mA]	UF [V]	IF [mA]	UF [V]
1.	-0,1	-5,14	-0,1	-7,16	-0,1	-7,99	-0,1	-9,81
2.	-1	-5,51	-1	-7,17	-1	-8,00	-1	-9,89
3.	-2	-5,52	-2	-7,17	-2	-8,00	-2	-9,92
4.	-4	-5,53	-4	-7,18	-4	-8,01	-4	-9,95
5.	-6	-5,53	-6	-7,18	-6	-8,01	-6	-9,97
6.	-8	-5,53	-8	-7,18	-8	-8,02	-8	-9,99
7.	-10	-5,53	-10	-7,19	-10	-8,02	-10	-10,00
8.	-12	-5,54	-12	-7,19	-12	-8,03	-12	-10,01
9.	-14	-5,54	-14	-7,19	-14	-8,03	-14	-10,02
10.	-16	-5,54	-16	-7,20	-16	-8,04	-16	-10,03
11.	-18	-5,54	-18	-7,20	-18	-8,04	-18	-10,04
12.	-20	-5,53	-20	-7,20	-20	-8,04	-20	-10,05
13.	-22	-5,55	-22	-7,20	-22	-8,07	-22	-10,06
14.	-24	-5,55	-24	-7,20	-24	-8,06	-24	-10,07
15.	-26	-5,55	-26	-7,20	-26	-8,06	-26	-10,07

Tabela 3. Pomiary charakterystyk diod Zenera w kierunku zaporowym. (wyniki uzyskane w trakcie badania pisane kursywą, wartości, dla których wykonano obliczenia zostały wyróżnione pogrubieniem)

Rezystancje statyczna oraz dynamiczna dla diod Zenera w kierunku zaporowym:

Rezystancja statyczna:

Dioda Zenera 5V6 (punkt nr 7): UF = -5,53 [V], IF = -10 [mA] Rezystancja statyczna diody Zenera 5V6: rsZ5V6 = 553 [Ω]

Dioda Zenera 7V5 (punkt nr 7): UF = -7,19 [V], IF = -10 [mA] Rezystancja statyczna diody Zenera 7V5: rsZ7V5 = 719 [mΩ]

Dioda Zenera 8,2V (punkt nr 7): UF = -8,02 [V], IF = -10 [mA] Rezystancja statyczna diody Zenera 8,2V: rsZ8,2V = 802 [Ω]

Dioda Zenera 10V (punkt nr 7): UF = -10,00 [V], IF = -10 [mA] Rezystancja statyczna diody Zenera 10V: r sZ10V = 1000 [Ω]

Obliczenia wykonane zostały w taki sam sposób jak te w części 2.1.

Rezystancja dynamicza:

Dioda Zenera 5V6 (dla punktu nr 7): UF6 = -5,53 [V], IF6 = -8 [mA] UF8 = -5,54 [V], IF8 = -12 [mA] Rezystancja dynamiczna diody krzemowej: RdZ5V6 = 2,5 [Ω]

Dioda Zenera 7V5 (dla punktu nr 7): UF6 = -7,18 [V], IF6 = -8 [mA] UF8 = -7,19 [V], IF8 = -12 [mA] Rezystancja dynamiczna diody germanowej: RdZ7V5 = 2,5 [mΩ]

Dioda Zenera 8,2V (dla punktu nr 7): UF6 = -8,02 [V], IF6 = -8 [mA] UF8 = -8,03 [V], IF8 = -12 [mA] Rezystancja dynamiczna diody krzemowej: RdZ8,2V = 2,5 [Ω]

Dioda Zenera 10V (dla punktu nr 7): UF6 = -9,99 [V], IF6 = -8 [mA] UF8 = -10,01 [V], IF8 = -12 [mA] Rezystancja dynamiczna diody germanowej: RdZ10V = 5 [Ω]

Obliczenia wykonane zostały w taki sam sposób jak te w części 2.1.

Wykresy charakterystyk zaporowych diod Zenera wykonane na podstawie wyników pomiarów:

3. Wnioski:

13/13