AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA w BYDGOSZCZY Instytut Telekomunikacji i Elektrotechniki |
|
|
Nazwisko i Imię: 1. Dąbrowski Paweł 2. Sobota Łukasz 3. Żabiński Piotr Nr grupy C1 Semestr III |
Laboratorium elementów i układów elektronicznych |
|
Ćwiczenie nr 1
Temat: Diody stabilizacyjne
|
|
Data wykonania ćw. 20.10.2004 |
Instytut :Podstaw Elektroniki
|
1. Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z niektórymi parametrami diod stabilizacyjnych, sposobem określania tych parametrów oraz zastosowaniem w najprostszym układzie stabilizatora napięcia.
2. Pomiar charakterystyk diod stabilizacyjnych
2. 1. 1. Układ pomiarowy
2. 1. 2. Tabela pomiarów ΙF=f(UF)
Dioda D1 |
|||||||||||
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
U |
V |
0 |
3,54 |
5,3 |
7,12 |
10,6 |
13,4 |
16,07 |
18,79 |
22,58 |
25,3 |
UF |
V |
0 |
0,7 |
0,71 |
0,72 |
0,73 |
0,74 |
0,74 |
0,75 |
0,76 |
0,76 |
IF |
mA |
3 |
5 |
7 |
11 |
14 |
17 |
20 |
24 |
27 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dioda D2 |
|||||||||||
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
U |
V |
0 |
3,4 |
5,2 |
7,9 |
10,6 |
13,4 |
16,07 |
18,73 |
20,69 |
25,33 |
UF |
V |
0,64 |
0,66 |
0,67 |
0,68 |
0,69 |
0,69 |
0,69 |
0,69 |
0,7 |
0,7 |
IF |
mA |
0 |
3 |
5 |
8 |
11 |
14 |
17 |
20 |
22 |
27 |
2. 1. 3. Tabela pomiarów ΙR=f(UR)
Dioda D2 |
|||||||||||||||
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
U |
V |
0 |
2,9 |
5,06 |
7,07 |
7,92 |
8,58 |
9,99 |
10,46 |
11,23 |
13,55 |
16,39 |
19,04 |
21,88 |
25,27 |
UR |
V |
0 |
2,79 |
4,75 |
6,64 |
7,92 |
8,57 |
9,98 |
10,45 |
11,22 |
11,02 |
11,11 |
11,17 |
11,27 |
11,28 |
IR |
mA |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,05 |
0,11 |
0,28 |
0,42 |
1,59 |
2 |
5 |
8 |
11 |
14,7 |
2. 2. 1. Układ pomiarowy
2. 2. 2. Tabela pomiarów US =f(IS)
Lp. |
Dioda D2 ; U=15V |
Dioda D2 ; U=20V |
||||
|
US |
IS |
R |
US |
IS |
R |
|
V |
A |
k |
V |
A |
k |
1 |
11,78 |
0,00115 |
10000 |
11,91 |
0,00133 |
9000 |
2 |
11,78 |
0,00294 |
4000 |
11,91 |
0,00596 |
2000 |
3 |
11,77 |
0,01179 |
1000 |
11,91 |
0,01982 |
600 |
4 |
11,78 |
0,01681 |
700 |
11,88 |
1,96 |
6 |
5 |
11,72 |
1,45 |
8 |
11,77 |
5,86 |
2 |
6 |
11,51 |
3,78 |
3 |
10,58 |
10,54 |
1 |
7 |
8,1 |
7,74 |
1 |
9,46 |
11,77 |
0,8 |
8 |
6,82 |
9,14 |
0,7 |
8,59 |
12,51 |
0,7 |
9 |
5,69 |
10,41 |
0,5 |
7,59 |
13,34 |
0,6 |
10 |
3,8 |
12,5 |
0,3 |
7,18 |
14,29 |
0,5 |
11 |
1,53 |
15 |
0,1 |
5,04 |
16,66 |
0,3 |
12 |
|
|
|
2,03 |
19,96 |
0,1 |
2. 2. 3. Tabela pomiarów US=f(U) przy R=910 Ω i Rd=2,5 kΩ
Dioda D2 ; Rd=2,5k |
||||||||||||
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
U |
V |
0 |
2,24 |
4,67 |
7,32 |
10,26 |
12,27 |
15,3 |
17,34 |
20,01 |
22,74 |
25,08 |
US |
V |
0,145 |
1,65 |
3,34 |
5,39 |
7,55 |
9,05 |
11,28 |
11,68 |
11,73 |
11,76 |
11,81 |
3. Wykresy
3. 1. Wykres If=f(Uf) dla diody D1 i D2
3. 2. Wykres IR=f(UR) dla diody D2
3. 2. Wykres US=f(IS) dla D2 przy napięciu zasilającym U=15 V i U=20 V
3. 2. Wykres US=f(U) dla D2 przy (Rd=2,5 k)
3. Opracowanie wyników
Rezystor R stosuje się dla ograniczenia maksymalnego prądu płynącego przez diodę. Rezystor ten należy dobrać w ten sposób, aby przy braku obciążenia (maksymalny prąd diody) moc wydzielona na diodzie była nieco mniejsza niż to wynika z mocy admisyjnej elementu.
3. 1. Obliczanie rezystancji statycznych i dynamicznych
3. 1. 1. Przykładowe obliczenia dla diody D2 w stanie zaporowym
3. 1. 1. Przykładowe obliczenia dla diody D1 w stanie przewodzenia
3. 1. 1. Przykładowe obliczenia dla diody D2 w stanie przewodzenia
3. 2. Przybliżone określenie min. i max. prądu stabilizacji diody D2
3. 3. Określenie napięcia stabilizacji badanych diod
3. 4. Obliczenia współczynnika stabilizacji wybranego punktu pracy dla
diody D2:
3. 5. Obliczenia rezystancji wyjściowej oraz sprawności energetycznej stabilizatora z diodą D2:
3. 6. Maksymalny prąd, jaki można pobierać z układu przy wahaniach od 20 do 15V dla diody D1 wynosi ok. 1,6 mA; dla diody D2 wynosi ok. 1,8 mA
4. Opracowanie wyników
a) Maksymalny prąd, jaki można pobierać z układu przy wahaniach od 20
do 15V dla diody D1 wynosi ok. 1,6 mA; dla diody D2 wynosi ok. 1,8 mA.
Maksymalna wartość prądu Ιsmax, przy której dioda może pracować jest ograniczona jej mocą dopuszczalną Pmax.
Napięcie stabilizacji jest głównym parametrem diody zenera jest to wartość katalogowa.
Dioda stabilizacyjna charakteryzuje się tym że wykorzystuje się jej charakterystykę w kierunku zaporowym oraz zjawisko przebicia.
Właściwości stabilizacyjne diody wynikają z faktu, iż spadek napięcia na diodzie w obszarze przebicia zwany napięciem stabilizacji praktycznie nie zależy od prądu płynącego przez diodę.
Dioda jest lepsza im bardziej ma stromą charakterystykę w kierunku zaporowym, gdyż napięcie stabilizowane w mniejszym stopniu zależy od prądu płynącego przez diodę.
Rezystancja dynamiczna diody Zenera jest na tyle mała, że w rozważaniach przybliżonych często przyjmuje się, iż napięcie stabilizacji jest stałe (niezależne od prądu), równe wartości napięcia Zenera.
4