ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE

–

LABORATORIUM

Paweł
Stanisław
GR. 2; 29.10.2011

Ćwiczenie 2

Tak to było

Diody stabilizacyjne

1. Badanie charakterystyk statycznych i(u) diod stabilizacyjnych

Postać analityczna zależności i(u), dla której założono stałość rezystancji
różniczkowej diody w zakresie przebicia, jest następująca:
i = 0 dla u < U

zo

u = U

zo

+r

z

∙i dla u ≥ U

zo

∆u=u

1

–u

2

= (U

zo

+r

z

·i

1

)–(U

zo

+r

z

·i

2

) = r

z

·(i

1

–i

2

)= r

z

·∆i

Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5

Graficzne wyznaczony parametr U

zo

wynosi 7,5V dla wyznaczenia r

z

przyjęto

wartości (u

d

; i

d

) z pomiarów

nr 22.(7,93V ;38mA) oraz nr 6. (7,55V;5mA)

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3

Graficzne wyznaczony parametr U

zo

wynosi 4,35V dla wyznaczenia r

z

przyjęto

wartości (u

d

; i

d )

z pomiarów nr 31.(4,7V ;32,2mA) oraz nr19.(4,39V;10mA)

2. Badanie charakterystyk statycznych

stabilizatorów

Korzystając z charakterystyk statycznych diody określonych wzorem w
poprzednim punkcie, praw Kirchhoffa oraz Ohma, po przekształceniach
otrzymujemy wzór określający zależność

badanego obwodu.

) =

Przykładowe obliczenia

Tak to było

Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5 ,

pomiary nr 10 (10,41V; 7,73V) i nr 12 (12,33; 7,60V)

=

;wg pomiaru

=

;wg pomiaru

pomiary nr 3 (3,00V; 2,37V) i nr 5 (5,26V ; 4,21V)

;wg pomiaru

;wg pomiaru

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 ,

pomiary nr 12 (9,55V; 4,44V) i nr 17 (14,46V; 4,66V)

=

;wg pomiaru

=

;wg pomiaru

pomiary nr 2 (1,66V; 1,29V) i nr 4 (2,66V; 2,03V)

;wg pomiaru

;wg pomiaru

W badanych diodach zauważamy że parametr (rezystancja dynamiczna diody) ma
zasadniczy wpływ na charakterystykę w zakresie przebicia im mniejsza jest rezystancja
dynamiczna tym mniejsza jest różnica napięcia na wyjściu układu przy tej samej
różnicy napięcia wejściowego co jest związane z małą zmianą napięcia na diodzie
pomimo znaczących zmian prądu diody, charakterystyka w tym zakresie jest bardzo
stroma, w praktyce im bardziej stroma charakterystyka tym lepsze właściwości
stabilizacyjne (stabilność napięcia) w założeniu teoretycznym idealna dioda Zenera
miała by charakterystykę pionową w tym zakresie napięcia.
Zauważamy w charakterystyce u

WY

(u

WE

) różnice pomiędzy wynikami pomiarów i

obliczeń w zakresie przejścia ze stanu nie przewodzenia w stan przebicia jest to
spowodowane tym że charakterystyka wykreślona z pomiarów obrazuje rzeczywistą
diodę a charakterystyka wykreślona z wyliczeń obrazuje wyidealizowaną diodę

3. Badanie charakterystyk statycznych

stabilizatorów

Wzór do obliczania charakterystyki

jest identyczny jak w poprzednim punkcie,

) =

Przykładowe obliczenia

Tak to było

Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5 ,

pomiary nr 13 (300Ω; 7,53V) i nr 19 (2000Ω; 7,76V)

=

;wg pomiaru

=

;wg pomiaru

pomiary nr 4 (40Ω; 1,84V) i nr 8 (120Ω ; 4,5V)

;wg pomiaru

;wg pomiaru

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 ,

pomiary nr 13 (300Ω; 4,61V) i nr 19 (2000Ω; 4,66V)

=

;wg pomiaru

=

;wg pomiaru

pomiary nr 4 (40Ω; 1,83V) i nr 6 (80Ω; 3,28V)

;wg pomiaru

;wg pomiaru

4. Obliczanie współczynnika stabilizacji

Tak to było

Dla zakresu stabilizacji można określić zależność:

Jeżeli

to możemy przyjąć

Dokonując przekształcenia otrzymujemy równanie dla współczynnika

stabilizacji

Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5, R

1

=300Ω , R

o

=1000Ω, r

z

= 11,51Ω

Według obliczeń

Według pomiarów nr 11.(11,36V; 7;56V) oraz nr 15.(15,28V;7,70)

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 R

1

=300Ω , R

o

=1000Ω, r

z

= 13,96Ω

Według obliczeń

Według pomiarów nr 12.(9,55V; 4,44V) oraz nr 18.(15,19V; 4,68V)

5. Obliczanie wartości rezystancji wyjściowych układów stabilizatorów

Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5

Według pomiarów nr 14.(350Ω; 7,57V) oraz nr 20.(3000Ω ;7,78V)

Tak to było

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3

Według pomiarów nr 14.(350Ω; 4,64V) oraz nr 20.(3000Ω ; 4,72V)

Dla napięcia

Według pomiarów nr 3.(350Ω; 0,97V) oraz nr 6.(100Ω ;3,78V)

Zauważamy że przy dodatniej zmianie napięcia, jest ujemna zmiana prądu, co oznacza
że gdy napięcie rośnie wartość prądu maleje, świadczy to o ujemnej przyrostowej
rezystancji wyjściowej danego układu.