SPRAWOZDANIE

ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE

ĆW 8: POMIAR DIODY ZE ZŁĄCZEM PN

DATA WYKONANIA WICZENIA: 29.11.2006

DATA ODDANIA SPRAWOZDANIA: 13.12.2006

Wykonali:

Sylwester Mielewczyk

Piotr Olszewski

1 Wyznaczanie wartości elementów L oraz CS.

1.1 CS wyznaczamy przy pomocy wzoru:

gdzie:

fr=442,5 kHz gdy C2=100pF,

f1=283,44 kHz gdy C1=0

Obliczenia :

1.2 Indukcyjność cewki L wyliczamy z następującej zależności:

Korzystając z wartości Cs obliczonej powyżej oraz ze zmierzonej częstotliwości fr

można obliczy wartość indukcyjności cewki L.

2 Wyznaczanie wartości wykładnika potęgowego m dla zmierzonych

elementów:

Wartości wykładników potęgowych m dla badanych elementów wyznaczaliśmy na podstawie wzoru:

W obliczeniach przyjęliśmy, że wartość napięcia dyfuzyjnego wynosi UD=0,7 V,

natomiast wartość pojemności Cj0 odpowiada napięciu u=0. Wartość napięcia u1

przyjmowana do obliczeń to u1 -2 V.

2.1 Obliczanie wykładników potęgowych m dla poszczególnych elementów:

Przykładowe obliczenia:

Dioda D01-10-02:

Cj0 = 0,239 pF , u1= -2 V , C(u1) = 0,165 pF

	Cj0	u1	C(u1)	m
	[pF]	[V]	[pF]	[-]
D01-10-02	0,239	-2	0,165	0,096
IRL-530-A	0,734	-2	2,407	-0,307
BC-211	92,83 nF	-2	83,75 nF	0,027

2.2 Wnioski.

Wyznaczony parametr m dla mierzonych elementów jest bliskie wartości 0,5. W jednym

przypadkach dla tranzystora IRL 530-A m jest ujemne co świadczy o tym, i

prawdopodobnie użyty wzór jest błędny dla tego tranzystora. Tranzystor IRL 530 to

tranzystor typu MOS, a w tranzystorze MOS zależność pojemności od napięcia nie jest

analogiczna jak dla diody PN i do jej wyznaczenia nie można posłużyć się stosowanym

wcześniej wzorem. Tranzystory te nie posiadaj pojemności złączowej.

3 Wyznaczanie charakterystyk C(u) w zakresie zaporowym

pomierzonych elementów oraz wyznaczanie tych charakterystyk

na podstawie wartości parametrów modelu C(u).

Charakterystyki C(u) w zakresie zaporowym zmierzonych elementów, wynikające z

pomiarów wyznaczyliśmy na podstawie zależności:

gdzie:

CS=69 pF

L=1,9 mH

Natomiast charakterystyki C(u) zmierzonych elementów, wynikające z obliczeń

wyznaczyliśmy na podstawie zależności:

gdzie:

UD=0,7[V]

m - parametr wyznaczony dla elementów w punkcie drugim sprawozdania

Cj0 - pojemność przy, której wartość napięcia wynosi zero.

Przykładowe obliczenia dla diody D01-10-02:

Dane: u=2,51V, f=293,5kHz

=
=154,85 nF

=
= 0.206 F ????????????

Poniżej zostały przedstawione wyniki oblicze wykonanych na podstawie powyższych

wzorów oraz porównanie charakterystyki C(u) uzyskanej na podstawie pomiaru i

wyznaczonej przy pomocy parametrów modelu C(u) dla poszczególnych elementów.

D01-10-02:

f [kHz]	U [V]	C zmierzone(u) [nF]	C obliczone(u) [nF]
236,1	0	0,23940	0,23940
284	1,53	0,16545	0,16477
293,5	2,51	0,15492	0,14651
298.5	3,23	0,14977	0,13726
305,5	4,51	0,14299	0,12533
311,94	6,1	0,13714	0,11502
318,57	8,21	0,13149	0,10542
323,16	10	0,12778	0,09937
326,58	11,53	0,12512	0,09518

Komentarz:

Na wykresie przedstawiającym charakterystyki C(u) zmierzoną i obliczoną dla diody D01-10-02 wystąpiły nieznaczne rozbieżności od charakterystyki zmierzonej. Podczas dokonywania pomiarów przy wzroście napięcia obserwowaliśmy wzrost częstotliwości.

IRL-530-A:

f [kHz]	U [V]	C zmierzone(u) [pF]	C obliczone(u) [pF]
134,8	0	0,734425	-
117,25	1,09	0,970737	-
87,43	1,37	1,74585	-
76,79	1,72	2,26317	-
75,2	2,21	2,35989	-
74,86	2,53	2,38137	-
74,46	3,23	2,40703	-
74,14	4,61	2,42785	-
73,97	6,03	2,43902	-
73,85	8,18	2,44696	-
73,78	10,07	2,4516	-

Komentarz:

Na wykresie i w tabeli można zaobserwować, że nie została obliczona charakterystyka diody C(u). Wartość wykładnika m (niezbędnego do obliczenia ch-ki C(u)) dla tranzystora IRL 530A wyszła ujemna, co jest sprzeczne z teorią. Stwierdziliśmy (w punkcie 2 sprawozdania) że jest to tranzystor typu nMOS. Tranzystor nMOS nie posiada pojemności złączowej, dlatego też nie obliczono ch-ki C(u) i tym samym nie widnieje ona na wykresie.

Na charakterystyce zmierzonej widnieją pewne odchylenia, można przez to stwierdzić że nie wszystkie pomiary zostały dokładnie wykonane.

BC-211:

f [kHz]	U [V]	C zmierzone(u) [nF]	C obliczone(u) [nF]
379,14	0	92,8385	92,8385
389,25	0,89	88,0785	88,4389
394,59	1,77	85,7107	86,1635
395,62	2,1	85,2650	85,5264
399,17	3,2	83,7551	83,8657
400,57	3,7	83,1707	83,2692
występuje przebicie	-	-	-
		-	-	-
		-	-	-
		-	-	-
		-	-	-

Komentarz:

Na powyższym wykresie nie wystąpiły rozbieżności charakterystyk obliczonej i zmierzonej.

3.1 Wnioski

Różnice w charakterystykach pomierzonych i charakterystykach obliczonych mogą

wynika z uproszczenia jakim jest przyjęcie we wzorze na współczynnik m wartości

UD=0,7[V], w rzeczywistości warto wahać może się w przedziale 0,6-0,8 [V]. Inną

przyczyn mogą być przyjęte uproszczenia związane z wartością u1=-2 [V]. Wartości

pojemności są rzędu [pF] więc nawet małe niedokładności przy odczycie napięcia lub częstotliwości mogą wpłynąć na obliczone wartości pojemności.

---