Wyższa Szkoła Inżynierska |
Imię i nazwisko :
Krzysztof Der |
Grupa laboratoryjna |
Nr ćwiczenia |
Ocena |
|
||||
Temat ćwiczenia : Badanie diody Zenera i stabilizatora parametrycznego |
Data wyk. ćwiczenia : |
Data oddania sprawozd. |
Sprawdził : |
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] |
75 |
70 |
60 |
65 |
50 |
40 |
20 |
U [V] |
0,91 |
0,88 |
0,86 |
0,84 |
0,83 |
0,82 |
0,81 |
Iz [mA] |
10 |
8,6 |
5,2 |
2,4 |
1,2 |
1,03 |
0,647 |
U [V] |
0,79 |
0,76 |
0,75 |
0,74 |
0,73 |
0,72 |
0,71 |
Iz [mA] |
423 |
214 |
122,8 |
92,5 |
75,7 |
52,5 |
48,4 |
U [V] |
0,7 |
0,69 |
0,67 |
0,66 |
0,65 |
0,64 |
0,63 |
Iz [mA] |
33,2 |
20,6 |
15,8 |
10,6 |
5,8 |
3,4 |
1,8 |
U [V] |
0,62 |
0,61 |
0,6 |
0,59 |
0,58 |
0,56 |
0,54 |
Wartość rezystancji dynamicznej wyliczyliśmy korzystając z zależności:
rd =DU/DI=(UZmax-UZmin)/(IZM-IZmin)= 50,5 [W]
2. Badanie stabilizatora parametrycznego.
Założenia wejściowe :
- Io = 1..15 [mA]
- Ui = 10..15 [V]
- Uo = 5,6 [V]
R = (U1min - Uo) / (Iomax + 0,1*Izmax) = 200 [W]
Imax = (U1max - Uo) / R = 47 [mA]
Idmax = Imax - Iomin = 46 [mA]
Ro = const = 3 [kW]
R = 280 [W]
Tabela pomiarów dla wykreślenia charakterystyki Uo = f(Uwe)
Uo [V] |
5,28 |
5,32 |
5,36 |
5,38 |
5,4 |
5,42 |
5,45 |
Uwe [V] |
9,89 |
10,12 |
11,6 |
12,06 |
13,16 |
14,17 |
15,34 |
Uo [V] |
5,38 |
5,26 |
5,18 |
1,92 |
1,16 |
|
|
Uwe [V] |
12,08 |
8,3 |
5,15 |
3,18 |
1,64 |
|
|
Tabela pomiarów dla wykreślenia charakterystyki Uo = f(Io)
U1 = const = 10,5 [V]
Uo [V] |
4,68 |
4,98 |
5,12 |
5,18 |
5,18 |
5,24 |
5,26 |
Io [mA] |
16,8 |
15,3 |
13,5 |
12,4 |
11,2 |
10,1 |
9,2 |
Uo [V] |
5,26 |
5,26 |
5,26 |
5,27 |
5,28 |
5,28 |
5,29 |
Io [mA]] |
8,1 |
7,1 |
6,1 |
4,8 |
3,6 |
2,8 |
1,3 |
Pomiary zostały dokonane według schematu :
Rys.3 Schemat pomiarowy stabilizatora parametrycznego.
Współczynnik stabilizacji wyliczyliśmy korzystając z zależności:
S=rd/(rd+R)= 0,32
WNIOSKI :
Przy badaniu diody Zenera typu C5V6 otrzymaliśmy charakterystykę bardzo przybliżoną do idealnej. Dioda stabilizowała przy prądzie około 0,5 [mA] w kierunku zaporowym. Napięcie w kierunku zaporowym nie przekroczyło 5,6 [V] co jest zgodne z oznaczeniem 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).
Wyraźnie widać, że napięcie jest odwrotnie proporcjonalne do prądu co na wykresie odzwierciedla prawie prosta linia.
Wszelkie błędy przy wyznaczaniu charakterystyk spowodowane są prawdopodobnie klasami przyrządów pomiarowych, błędami przypadkowymi i błędami systematycznymi.