1. Wyznaczenie charakterystyki diody Zenera typ C5V6 :
a) w kierunku zaporowym
Rys.1 Schemat pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki diody w kierunku zaporowym.
Wartość rezystancji R obliczyliśmy ze wzoru R = (U-Uz) / Iz
mając dane Uz = 5,6 [V] oraz Iz = 70 [mA], wyniosła R = 48,57 [W]
Iz [mA] |
70 |
65 |
58 |
55 |
45 |
35 |
30 |
U [V] |
5,54 |
5,51 |
5,49 |
5,43 |
5,40 |
5,38 |
5,32 |
Iz [mA] |
20 |
15 |
2,50 |
0,532 |
0,0738 |
0,0569 |
0,0323 |
U [V] |
5,28 |
5,20 |
5,12 |
5,06 |
4,63 |
4,26 |
4,06 |
Iz [mA] |
19,8 |
12,5 |
7,0 |
5,0 |
3,5 |
2,0 |
1,0 |
U [V] |
3,98 |
3,46 |
3,32 |
3,08 |
2,67 |
2,31 |
1,89 |
Iz [mA] |
0,5 |
0 |
|
|
|
|
|
U [V] |
0,76 |
0 |
|
|
|
|
|
b) w kierunku przewodzenia
Rys.2 Schemat pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki diody w kierunku przewodzenia.
Iz [mA] |
70 |
60 |
50,5 |
40 |
30 |
25 |
16,0 |
U [V] |
0,87 |
0,84 |
0,83 |
0,82 |
0,82 |
0,81 |
0,8 |
Iz [mA] |
8,0 |
4,1 |
3,0 |
1,6 |
1,0 |
0,595 |
0,372 |
U [V] |
0,78 |
0,77 |
0,76 |
0,74 |
0,73 |
0,72 |
0,7 |
Iz [mA] |
240 |
192 |
100,8 |
79,5 |
60,7 |
44,5 |
36,2 |
U [V] |
0,69 |
0,69 |
0,67 |
0,66 |
0,66 |
0,65 |
0,64 |
Iz [mA] |
29,2 |
18,6 |
14,4 |
8,2 |
3,5 |
2,2 |
1,1 |
U [V] |
0,63 |
0,62 |
0,61 |
0,6 |
0,57 |
0,56 |
0,53 |
Charakterystyki diody w kierunku przewodzenia i zaporowym przedstawiają rysunki 1' i 2' .
Wartość rezystancji dynamicznej wyliczyliśmy korzystając z zależności:
rd =DU/DI=(UZmax-UZmin)/(IZM-IZmin)= 70 [W]
2. Badanie stabilizatora parametrycznego.
Założenia wejściowe :
- Io = 1..15 [mA]
- Ui = 10..15 [V]
- Uo = 5,6 [V]
R = (U1,min - Uo) / (Io,max + 0,1*Iz,max) = 200 [W]
Imax = (U1,max - Uo) / R = 47 [mA]
Id,max = Imax - Io,min = 46, [mA]
Ro = const = 3 [kW]
R = 300 [W]
Tabela pomiarów dla wykreślenia charakterystyki Uo = f(Uwe)
Uo [V] |
5,36 |
5,37 |
5,4 |
5,42 |
5,44 |
5,46 |
5,49 |
Uwe [V] |
10,09 |
11,1 |
12,1 |
13,12 |
14,12 |
15,13 |
16,13 |
Uo [V] |
5,32 |
5,21 |
5,63 |
1,83 |
0,8 |
|
|
Uwe [V] |
8,08 |
6,06 |
4,05 |
2,03 |
1,02 |
|
|
Tabela pomiarów dla wykreślenia charakterystyki Uo = f(Io)
U1 = const = 12,1
Uo [V] |
5,27 |
5,28 |
5,3 |
5,31 |
5,31 |
5,32 |
5,33 |
Io [mA] |
15 |
13,9 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
Uo [V] |
5,34 |
5,35 |
5,35 |
5,36 |
5,37 |
5,38 |
5,39 |
Io [mA]] |
7 |
6 |
5 |
4,1 |
2,5 |
1,7 |
1 |
Pomiary zostały dokonane według schematu :
Rys.3 Schemat pomiarowy stabilizatora parametrycznego.
Współczynnik stabilizacji wyliczyliśmy korzystając z zależności:
S=rd/(rd+R)= 0,26
WNIOSKI :
Przy badaniu diody zenera typu C5V6 otrzymaliśmy charakterystykę bardzo przybliżoną do idealnej. Dioda stabilizowała przy przy prądzie około 0,5 [mA] w kierunku zaporowym. Napięcie w kierunku zaporowym nie przekroczyło 5,6 [V] co jest zgodne z ozaczeniem diody.
Przy badaniu stabilizatora parametrycznego o Ro = const = 3 [kW] oraz
R = 300 [W] otrzymaliśmy charakterystykę Uo = f(Uwe). Stwierdziliśmy, że przy wzroście napięcia wejściowego do około 5 [V] napięcie wyjściowe rośnie w sposób proporcjonalny do napięcia wejściowego. Po przekroczeniu tej wartości napięcia, przy dużym wzroście napięcia wejściowego napięcie wyjściowe niewiele się zmienia (w granicach 0,6 [V]) nie przekraczając napięcia
5,6 [v].
Gdy U1 = const = 12,1 [V] wykreśliliśmy charakterystykę Uo = f(Io).
Wyrażnie widać, że napięcie jest odwrotnie proporcjanalne do prądu co na wykresie odzwierciedla prawie prosta linia.
Wszelkie błędy przy wyznaczniu charakterystyk spowodowane są prawdopodobnie klasami przyrządów pomiarowych, błędami przypadkowymi i błędami systematycznymi.