AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA w BYDGOSZCZY Instytut Telekomunikacji i Elektrotechniki |
|
|
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI |
Nazwisko i Imię: |
|
Laboratorium elementów i układów elektronicznych |
1.Mariusz Kwaśniak |
|
Temat: Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystora. |
2.Piotr Budakowski Nr grupy J1 Semestr IV |
|
Data wykonania ćw. Data oddania spr. Ocena 27.02.97 20.03.97 |
Instytut :Podstaw Elektroniki
|
|
1. Cel ćwiczenia.
Zapoznanie się z niektórymi parametrami diod stabilizacyjnych, a także ze sposobem określania niektórych ich parametrów oraz z zastosowaniem w najprostszym układzie stabilizatora napięcia.
2. Pomiar charakterystyk diod stabilizacyjnych.
a/. układ pomiarowy
badanie zależności Id=f(Ud) dla diody D1 oraz D2
b/. wyniki pomiarów:
- dioda D1
kierunek przewodzenia
ID |
[mA] |
0 |
0 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,3 |
1,9 |
2,6 |
4,9 |
10,0 |
UD |
[V] |
0 |
0,307 |
0,660 |
0,680 |
0,700 |
0,719 |
0,727 |
0,740 |
0,750 |
0,780 |
0,779 |
0,798 |
15,0 |
20,0 |
25,0 |
30,0 |
||||||||||
0,809 |
0,816 |
0,822 |
0,827 |
kierunek zaporowy:
ID |
[mA] |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
1,0 |
2,0 |
3,2 |
UD |
[V] |
0 |
0,825 |
1,230 |
6,160 |
6,193 |
6,219 |
6,221 |
5,0 |
10,0 |
15,0 |
20,0 |
25,0 |
26,25 |
|||
6,224 |
6,271 |
6,315 |
6,359 |
6,404 |
6,415 |
- dioda D2
kierunek przewodzenia
ID |
[mA] |
0 |
0 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,3 |
UD |
[V] |
0 |
0,1 |
0,638 |
0,671 |
0,690 |
0,697 |
0,705 |
0,710 |
1,9 |
2,8 |
3,6 |
5,0 |
10,0 |
15,0 |
20,0 |
28,0 |
30,0 |
|
0,725 |
0,733 |
0,740 |
0,748 |
0,767 |
0,779 |
0,786 |
0,792 |
0,797 |
kierunek zaporowy
ID |
[mA] |
0 |
0 |
0,3 |
1,0 |
2,0 |
3,4 |
5,0 |
10,0 |
UD |
[V] |
0 |
0,935 |
3,295 |
3,730 |
4,023 |
4,224 |
4,287 |
4,466 |
15,0 |
20,0 |
26,0 |
28,0 |
||||||
4,551 |
4,603 |
4,638 |
4,655 |
kierunek zaporowy - małe prądy:
dioda D1
ID |
[mA] |
0 |
50 |
101 |
147 |
219 |
270 |
335 |
427 |
534 |
UD |
[V] |
0 |
4,101 |
4,515 |
4,719 |
4,923 |
5,024 |
5,127 |
5,239 |
5,339 |
dioda D2
ID |
[mA] |
0 |
42 |
75 |
129 |
212 |
338 |
524 |
UD |
[V] |
0 |
1,531 |
1,633 |
1,736 |
1,837 |
1,933 |
2,040 |
charakterystyka ID=f(UD) w kierunku zaporowym dla małych prądów
Charakterystyki ID=f(UD)
3. Badanie prostego stabilizatora napięcia .
a/. układ pomiarowy
b/. wyniki pomiarów D1
- dla 15[V]
Is |
[mA] |
15 |
13,75 |
12,50 |
11,50 |
10,75 |
10,00 |
9,00 |
Us |
[V] |
1,490 |
2,741 |
3,779 |
4,657 |
5,403 |
6,049 |
6,180 |
Rd |
[Ω] |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
7,75 |
7,00 |
6,25 |
0 |
|||||
6,192 |
6,203 |
6,210 |
6,270 |
|||||
800 |
900 |
1000 |
1500 |
- dla 20 [V]
Is |
[mA] |
20,00 |
18,25 |
16,75 |
15,75 |
12,50 |
10,5 |
9,00 |
7,75 |
Us |
[V] |
19,69 |
3,620 |
4,996 |
6,139 |
6,202 |
6,221 |
6,237 |
6,247 |
Rd |
[Ω] |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
7,00 |
6,25 |
0 |
|||||||
6,255 |
6,262 |
6,290 |
|||||||
900 |
1000 |
1100 |
c/ .wyniki pomiarów D2
- dla 15 [V]
Is |
[mA] |
16,0 |
15,5 |
15,0 |
14,0 |
13,5 |
12,0 |
10,0 |
7,0 |
Us |
[V] |
0,077 |
0,881 |
1,570 |
2,462 |
2,782 |
3,638 |
4,039 |
4,286 |
Rd |
[Ω] |
0 |
30 |
100 |
150 |
200 |
300 |
400 |
600 |
4,4 |
3,0 |
||||||||
4,405 |
4,443 |
||||||||
1000 |
1500 |
- dla 20 [V]
Is |
[mA] |
21,5 |
20,0 |
19,5 |
13,5 |
8,5 |
4,5 |
2,3 |
Us |
[V] |
0,102 |
1,547 |
2,078 |
4,200 |
4,430 |
4,522 |
4,554 |
Rd |
[Ω] |
0 |
50 |
100 |
300 |
500 |
1000 |
2000 |
d/. Zależność Us=f(U) ,R=910Ω ,Rd=2,5kΩ
-D1
U |
[V] |
1,022 |
1,943 |
2,970 |
4,002 |
5,032 |
6,064 |
7,006 |
8,122 |
9,140 |
10,061 |
Us |
[V] |
1,021 |
1,942 |
2,967 |
3,999 |
5,026 |
6,026 |
6,178 |
6,192 |
6,204 |
6,215 |
-D2
U |
[V] |
0 |
0,8 |
2,2 |
4,2 |
6,2 |
8,3 |
11,25 |
15,35 |
Us |
[V] |
0 |
0,603 |
1,57 |
2,98 |
3,78 |
4,12 |
4,340 |
4,485 |
Charakterystyki Is=f(Us)
c/. badanie zależności Us=f(U1)
Is |
[mA] |
0 |
0.52 |
1.46 |
3 |
5 |
7 |
10 |
16 |
20 |
30 |
U1 |
[V] |
0 |
0.356 |
0.995 |
2.005 |
3.090 |
3.545 |
3.873 |
4.176 |
4.276 |
4.422 |
charakteryctyka US=f(U1)
4. Wyznaczenie rezystancji statycznych Rs i dynamicznych rd dla wybranych punktów w kierunku zaporowym i przewodzenia.
- kierunek zaporowy
dla D1 (5.3 [ mA]) : Rs=1197.9 [W], rd=10.5 [W]
dla D2 (6 [mA]) : Rs=663 [W] , rd=58.8[W]
- kierunek przewodzenia
dla D1 (1.4 [ mA]) : Rs=535 [W], rd=20 [W]
dla D2 (4 [mA]) : Rs=187.3 [W] , rd=6.5[W]:
Określenie min. i max. prądu badanych diod.
Ptot1=0.1 Ptot2=0.3
D1: Imin=0.002 A
Imax =Ptot1/4.7=0.021 A
D2: Imin=0.0001 A
Imax =Ptot1/8.2=0.037 A
5. Wnioski.
Rezystancja szeregowa R jest dobierana tak, aby ograniczyć max. prąd diody do wartości mniejszej niż wyliczona ze stosunku Ptot/Uz. Wartość max. prądu jaki można pobrać ze stabilizatora (z rys. 3) w zakresie stabilizacji napięcia wyjściowego jest zależna zarówno od wartości minimalnego prądu stabilizacji diody jak i od wartości napięcia zasilającego cały układ. Dalsze zwiększanie prądu obciążenia powoduje (po zmniejszeniu się prądu obciążenia poniżej Iz.min) utratę stabilizacji przez układ. Takie zachowanie układu pokazują charakterystyki Us=f(Is). Reakcje układu na zmiany napięcia U1 przy stałej wartości Ro pokazuje charakterystyka Us=f(U1), gdzie przy stałym (w zakresie stabilizacji) prądzie obciążenia poprzez zmianę U1 następuje zmiana prądu Zenera. Od góry ten zakres jest ograniczony przez Ptot diody, a od dołu przez minimalny prąd Zenera. W badanych przykładach określono sprawność energetyczną stabilizatora dla dwu różnych napięć zasilających. Większą sprawność posiadają układy o mniejszej wartości napięcia zasilania U1 (co wpływa bezpośrednio na pobór mocy przez stabilizator > prąd Iz). Jednakże układy o mniejszej sprawności pozwalają na szersze zmiany obciążenia w zakresie stabilizacji.