KLasa
|
IMIĘ I NAZWISKO |
Nr w dzienniku |
W KRAKOWIE |
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
Nr. Ćw.
|
Temat ćwiczenia |
Data |
Ocena |
Podpis |
2
|
BADANIE DIOD ZENERA
|
22.02.2000 |
|
|
1.Opisać budowę, własności i zasadę działania diody Zenera:
charakterystyka prądowo-napięciowa I=f(U)
rezystancja statyczna diody
rezystancja dynamiczna diody
zjawisko lawinowe i Zenera
temperaturowy współczynnik napięcia Zenera
współczynnik stabilizacji
2.Parametry diod Zenera:
- umiejętność posługiwania się katalogiem i identyfikacji elementów
- dane katalogowe badanych diod
- porównanie parametrów
- klasyfikacja parametrów półprzewodnikowych
3.Badanie diod Zenera:
- narysować schemat układu pomiarowego
- zestawić układ pomiarowy
- stosując metodę „punkt po punkcie” zdjąć charakterystykę prądowo -
napięciową diody w kierunku przewodzenia i zaporowym
- wyniki pomiarów zestawić w tabelach
- na podstawie wyników pomiarów na papierze milimetrowym wykreślić ch-ki I=f(U)
- korzystając z charakterystyk obliczyć
i
w charakterystycznych zakresach pracy
diody (oznaczyć na wykresach
i
, a obliczenia zamieścić w sprawozdaniu) oraz
określić napięcie Zenera
- obliczyć współczynnik stabilizacja S dla każdej diody
4.Podać wnioski własne.
5. Podać wykaz użytych przyrządów.
Ad. 1
Przebicie Zenera jest zjawiskiem gwałtownego wzrostu prądu płynącego przez złącze spolaryzowane zaporowo, zachodzącego w silnie domieszkowanym złączu pn o wąskiej warstwie zaporowej przy napięciu mniejszym bądź równym 5 V. Jego przyczyną jest pojawienie się dodatkowych nośników w warstwie zaporowej pod wpływem jonizacji elektrostatycznej atomów w warstwie zaporowej.
Obydwa rodzaje przebić nie powodują zniszczenia diody, pod warunkiem, że nie następuje zbytnie przegrzanie złącza na skutek wydzielania się dużej mocy. W zakresie przebicia dioda charakteryzuje się bardzo małą rezystancją dynamiczną (przyrostową). Dużym zmianą prądu odpowiadają bardzo małe zmiany napięcia. Efekt przebicia może być wykorzystany do stabilizacji napięcia stałego. Do głównych parametrów diody Zenera należą:
- napięcie znamionowe stabilizacji i prąd przy tym napięciu
- rezystancja dynamiczna (przyrostowa) dla punktu pracy
- współczynnik temperaturowy zmiany napięcia stabilizacji
dopuszczalne straty mocy
Z parametrów tych można określić rezystancję statyczną diody w określonym punkcie pracy, prąd maksymalny diod i zakres zmian napięcia stabilizowanego. Dokładniejsze dane można wyznaczyć z charakterystyki statycznej elementu. Współczynnik temperaturowy zmiany napięcia stabilizacji jest określony jako względna zmiana napięcia przy zmianie temperatury. Współczynnik ten ma wartość ujemną dla diod z przebiciem Zenera i dodatnią dla diod z przebiciem lawinowym. W diodach, w których jednocześnie występują oba rodzaje przebić, zachodzi częściowa kompensacja zmian termicznych napięcia stabilizowanego. Kompensację można także otrzymać łącząc szeregowo diodę zwykłą (ze współczynnikiem ujemnym) z diodą Zenera o współczynniku dodatnim lub łącząc szeregowo dwie diody stabilizujące mające przeciwne znaki współczynnika.
Przy polaryzacji diody półprzewodnikowej w kierunku wstecznym występuje zakres silnego wzrostu prądu. W konwencjonalnych diodach prostowniczych, o słabym domieszkowaniu obszaru n, napięcia odpowiadające temu zakresowi są duże, rzędu dziesiątek i setek, a nawet tysięcy woltów. W diodach o silniejszym domieszkowaniu napięcia przebicia są mniejsze, mogą być nawet rzędu kilku lub kilkunastu woltów. Przyczyną wzrostu prądu w diodach bardzo silnie domieszkowanych jest efekt Zenera, a w diodach słabiej domieszkowanych - przebicie lawinowe.
Ad.2 Parametry diod Zenera.
|
BZP 683 C5V6 |
BZP 620 C6V8 |
BZP 620 C24 |
BZP 620 C10 |
|
5.2 - 6.0 |
6.4 - 7.2 |
22.8 - 25.6 |
9.4 - 10.6 |
|
66.7 |
138 |
39 |
94 |
|
60.0 |
2.0 |
15 |
4.0 |
|
3.0 |
3.5 |
6.8 |
6.0 |
|
0.4 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
|
347.8 |
249.3 |
3293 |
356 |
|
4.36 |
4.04 |
24.1 |
2.80 |
|
79.8 |
61.7 |
136.6 |
127.1 |
Ad.3 Układ pomiarowy:
Zdejmujemy charakterystykę prądowo-napięciową w kierunku przewodzenia (tylko dioda BZP620 C24), oraz w kierunku zaporowym (wszystkie diody). Dla kierunku zaporowego przed przystąpieniem do pomiarów obliczamy maksymalne prądy jakie mogą płynąć przez diody:
I=Ptot/Uzmax
BZP620 C6V8: I= mA
BZP683 C5V6: I= mA
BZP620 C24: I= mA
BZP620 C10: I= mA
WNIOSKI WŁASNE:
Na wyznaczonych charakterystykach widać, że wraz ze wzrostem napięcia wstecznego nieznacznie rośnie niewielki prąd. Wraz z osiągnięciem pewnej wartości napięcia (Zenera) niewielkim zmianom napięcia zaczynają odpowiadać duże zmiany prądu. W zakresie przebicia dioda charakteryzuje się bardzo małą rezystancją dynamiczną (przyrostową). Z wykonanych pomiarów wynika, że rd jest rzędu 10. Dla diody BZP620 C24 wyznaczyliśmy charakterystykę w kierunku przewodzenia. Jak widać dioda Zenera tak spolaryzowana zachowuje się jak zwykła dioda prostownicza.
Spis przyrządów:
zasilacz 0÷30 V
rezystor suwakowy 165 ohm
rezystor dekadowy
układ do badania diód Zenera
multimetr YF-3700, YF 3503
Wyszukiwarka