inne1, ĆWICZ 1, KLASA


KLasa

IMIĘ I NAZWISKO

Nr w

dzienniku

  • ZESPÓŁ SZKÓŁ ŁĄCZNOŚCI

W KRAKOWIE

    • 3Ti

22

  • Pracownia elektroniczna

Nr. Ćw.

Temat ćwiczenia

Data

Ocena

Podpis

1

BADANIE DIOD PROSTOWNICZYCH

15.02.2000

  1. Opisać budowę, własności i zasadę działania diody prostowniczej:

  1. Klasyfikacja diod prostowniczych:

  1. Badanie diod prostowniczych:

charakterystycznych zakresach pracy diody.

  1. Podać wnioski własne.

  1. Podać wykaz przyrządów użytych w ćwiczeniu.

Aby otrzymać diodę półprzewodnikową, trzeba zespolić dwa kryształy. Jeden o

przewodności n, drugi - p. Warstewka pomiędzy tymi kryształami nosi nazwę złącza p-n. Złącze te w diodzie nie podłączonej do źródła prądu stanowi dla ładunków swoistą barierę, oddzielając je od siebie. Dopiero podłączenie diody do źródła prądu, plus do warstwy p, minus do warstwy n pomaga ładunkom w pokonaniu tej bariery. Dwa strumienie ładunków „idą wówczas na spotkanie” i przez diodę płynie prąd.

Przy odwrotnym podłączeniu źródła jego bieguny ciągną elektrony i dziury w różne strony, zaś bariera staje się nieprzekraczalna. Diody germanowe odznaczają się gorszymi właściwościami przy polaryzacji w kierunku wstecznym, ale przy mniejszym napięciu w kierunku przewodzenia zaczyna przez nie płynąć prąd. Prąd w kierunku wstecznym może być trzy rzędy wielkości większy od prądu diody krzemowej.

Podstawowymi parametrami statycznymi diody są: napięcie w kierunku przewodzenia Uf przy określonym prądzie If , napięcia i prądy maksymalne dla obu kierunków polaryzacji diody, dopuszczalna moc strat, maksymalna dopuszczalna temperatura.

Ważność tych parametrów jest różna, zależnie od zastosowania diody, pewne z nich mogą nawet nie być podawane w karcie katalogowej. Pierwszy parametr umożliwia określenie przybliżonego kształtu charakterystyki dla kierunku przewodzenia, drugi określa zakres powtarzalnych napięć i prądów dopuszczalnych oraz w diodach prostowniczych podawane są dodatkowo niepowtarzalne prądy przewodzenia i niepowtarzalne napięcia wsteczne przy zadanym czasie trwania tego przeciążenia. Oprócz tych parametrów często konieczna jest znajomość rezystancji diody dla prądu stałego. Jej wartości oblicza się bezpośrednio z charakterystyki statycznej, jako stosunek napięcia do prądu, przy określonej wartości prądu. Stosunek rezystancji w kierunku wstecznym do rezystancji w kierunku przewodzenia jest dla diody krzemowej bardzo duży (1010).

DIODA TYPU

U RWM

[V]

U RSM

[V]

I O

[A]

U F przy I F

[V] [A]

I R przy U R

[A] [V]

I FSM

[A]

BYP401-200

200

400

1

1,1

1

5

200

-

DZG-4

200

-

-

0,5

0,3

500

200

0,9

BYP671-350

300

350

5

1,25

5

200

-

60

0x01 graphic

Tabele:

Byp 401-200

DZG _ 4

BYP 671-340

Lp.

I [mA]

U [V]

U [V]

U [V]

U [V]

U [V]

1

0

0

0

0

0

0

2

0,3

0,496

0,093

0,395

0,216

0,577

3

0,6

0,523

0,127

0,424

0,249

0,619

4

0,9

0,541

0,143

0,441

0,271

0,64

5

1,2

0,555

0,158

0,453

0,287

0,75

6

1,5

0,563

0,168

0,461

0,302

0,695

7

2

0,58

0,184

0,476

0,322

0,733

8

3

0,6

0,205

0,493

0,351

0,795

9

5

0,626

0,232

0,518

0,395

0,881

10

10

0,661

0,269

0,554

0,463

1,003

11

15

0,681

0,291

0,78

0,51

1,069

12

20

0,696

0,306

0,595

0,545

1,113

13

25

0,707

0,319

0,609

0,575

1,148

14

30

0,716

0,329

0,622

0,6

1,176

15

35

0,724

0,338

0,633

0,622

1,196

Byp 401-200

DZG _ 4

BYP 671-340

Lp.

U[V]

I [A]

I [mA]

I [A]

I [A]

I [A]

1

0

0

0

0

0

0

2

0,2

0,03

0,027

0,01

0,65

0

3

0,5

0,04

0,027

0,01

0,74

0

4

1

0,06

0,028

0,02

0,83

0

5

2

0,08

0,028

0,03

1,01

0

6

4

0,11

0,029

0,04

1,39

0

7

6

0,13

0,029

0,04

1,83

0

8

9

0,15

0,03

0,05

2,6

0,01

9

12

0,16

0,031

0,06

3,8

0,01

10

15

0,17

0,031

0,06

5,5

0,02

11

18

0,175

0,032

0,07

8

0,02

12

21

0,18

0,032

0,08

11

0,02

13

24

0,18

0,032

0,08

15,9

0,03

14

27

0,19

0,033

0,08

22,4

0,03

15

30

0,19

0,033

0,09

30,6

0,04

Obliczam rezystancję Rs i rd :

Dla kierunku przewodzenia :

0x01 graphic

BYP 401-200:

Rs=0,55 V/ 0,0012 A = 458,3 

rd=0,2 V / 0,02 A = 10

DZG-4:

Rs=0,093 V/ 0,0003A =310 

rd=0,06 V / 0,0014 A = 42,8 

BYP 671-350:

Rs=0,424 V/ 0,0006 A =706,3 

rd=0,08 V / 0,0024 A = 33,8

Dioda nr4:

Rs=0,22 V/ 0,0003 A =733,3 

rd=0,07 V / 0,0014 A = 50 

Dioda nr5:

Rs=0,65 V/ 0,0012 A =547,6 

rd=0,12 V / 0,0014 A = 85,7 

Dla kierunku zaporowego :

0x01 graphic

BYP 401-200:

Rs=0,2 V/ 0,03u A =6,6M 

rd=3,5 V / 0,06u A = 58MO

DZG-4:

Rs=6 V/ 0,029 mA =206,3k 

rd=3,8 V / 0,021m A = 180,8k 

BYP 671-350:

Rs=1 V/ 0,02u A =5 M 

rd=21 V / 0,04u A =525,5M

Dioda nr4:

Rs=1V/ 0,83u A =1,2M 

rd=3,8 V / 0,74uA = 1,3M 

Wnioski:

W ćwiczeniu badaliśmy min.: diody: BYP401-200, DZG-4, BYP671-350. Z wyznaczonych charakterystyk widać, że w kierunku przewodzenia wraz z początkowym zwiększaniem napięcia prąd płynący przez diodę wzrastał w niewielkim stopniu. Gdy napięcie przekroczyło pewną wartość prąd zaczyna gwałtownie rosnąć.

W kierunku zaporowym wraz ze wzrostem napięcia (ujemne) rośnie niewielki prąd wsteczny. Teoretycznie dioda nie powinna przewodzić w kierunku zaporowym, w rzeczywistości jednak przewodzi go bardzo słabo. Jest to spowodowane niezupełną czystością samego półprzewodnika (domieszkami) oraz wpływem temperatury na zjawiska materii.

Na podstawie wykonanych charakterystyk obliczamy rezystancje statyczne i dynamiczne badanych diod. Jak wynika z obliczeń rezystancję statyczne i dynamiczne w kierunku przewodzenia są niewielkie (statyczne są rzędu kilkudziesięciu, dynamiczne rzędu kilku omów) - dioda ma mały opór wewnętrzny, gdyż małym przyrostom napięcia odpowiadają duże przyrosty prądu. W kierunku zaporowym rezystancje statyczne i dynamiczne mają duże wartości.

Przyjmuje się, że dioda idealna ma zerową rezystancję w kierunku przewodzenia i nieskończenie dużą w kierunku zaporowym, co potwierdzają wykonane pomiary.

Wykaz przyrządów:


Wyszukiwarka