Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
Ćwiczenie : Diody półprzewodnikowe
1. Pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych w kierunku 60 min
przewodzenia (OBOWI
ZKOWE)
E Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 1.1, w którym siła pr domotoryczna
polaryzuje diodÄ™ w kierunku przewodzenia.
E Zmierzyć wartości napięcia przewodzenia UF na diodzie półprzewodnikowej
odpowiadaj ce następuj cym wartościom pr du przewodzenia IF:
2µA, 5µA, 10µA, 20µA, 50µA, 100µA, 200µA, 500µA, 1mA, 2mA, 4mA, 6mA, 8mA, 10mA;
Pomiary należy wykonać dla następuj cych
elementów:
- germanowej diody zł czowej;
Ir
'
- krzemowej diody impulsowej;
2mA-10mA
- krzemowej diody prostowniczej;
- diody Schottky ego;
- diody stabilizacyjnej (Zenera);
Rys. 1.1
- 3 diod świec cych (LED).
W sprawozdaniu:
E Wykreślić charakterystyki pr dowo-napięciowe IF = f(UF) wszystkich badanych diod
na wspólnym wykresie w układzie współrzędnych liniowych, oraz na wspólnym
wykresie w półlogarytmicznym układzie współrzędnych (liniowa skala napięć,
logarytmiczna skala pr dów).
E Dla każdej z diod wyznaczyć wartości rezystancji dynamicznej w punktach pracy
zbliżonych do pr dów 50µA, 500µA i 5 mA (na podstawie przyrostów napięć i pr dów
dla s siednich punktów pomiarowych)
2. Pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych diod Zenera w 20 min
kierunku zaporowym (OBOWI
ZKOWE)
E Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 1.2, w którym siła pr domotoryczna
polaryzuje diodÄ™ stabilizacyjn w kierunku zaporowym.
E Odczytać wartości napięcia przebicia UF na diodzie półprzewodnikowej w funkcji
wartości płyn cego przez przebite zł cze pr du IBR :
200µA, 500µA, 1mA, 2mA, 4mA, 6mA, 8mA, 10mA,
15mA, 20mA
Ir
'
200mA-
Pomiary należy wykonać dla 2 diod Zenera o
20mA
różnych wartościach napięcia przebicia oraz dla
potrójnej diody BAP812;
Rys. 1.2
W sprawozdaniu:
E Narysować charakterystyki pr dowo-napięciowe IBR = f(UBR) badanych diod Zenera
w liniowym układzie współrzędnych.
E Wyznaczyć wartości rezystancji dynamicznej dla każdej z diod dla pr dów przebicia
zbliżonych do 0,2 mA, 2 mA i 20 mA.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004. wer. 1.0
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
3. Badanie prÄ…du wstecznego diod spolaryzowanych zaporowo 10 min
(OBOWI
ZKOWE)
E Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku
1.3a, w którym siła elektromotoryczna polaryzuje
diodę w kierunku zaporowym. Ustawić maksymaln
Badany
wartość napięcia z
ródła napięciowego.
element
10 V
E Zmierzyć pr d wsteczny IR diody spolaryzowanej w
kierunku zaporowym dla dwóch różnych podł czeń
. 1.3
amperomierza.
E Jeżeli mierzony pr d jest mniejszy od czułości amperomierza (czyli amperomierz
wskazuje na najniższym zakresie 0.00mA) to przeł czyć multimetr w tryb
woltomierza (rys 1.3b), aby zmierzyć spadek napięcia na rezystancji wejściowej
woltomierza wywołany przepływaj cym pr dem wstecznym diody.
E W takim przypadku wartość pr du wstecznego IR otrzymujemy dziel c odczytane
napięcie przez rezystancję wejściow woltomierza RV (równ 10 M&!)
Pomiary należy wykonać dla następuj cych
elementów:
'
- germanowej diody zł czowej;
- krzemowej diody impulsowej;
Badany
- krzemowej diody prostowniczej;
element
10 V
- diody Schottky ego;
- 3 diod świec cych (LED).
. .
W sprawozdaniu:
E Policzyć pr d wsteczny mierzony metod z rys.1.3b. Określić przyczynę różnych
wskazań dla metody z rys.1.3a.
4. Obserwacje charakterystyk prądowo-napięciowych diod na 20 min
oscyloskopie (OBOWI
ZKOWE)
E Podł czyć z
ródło napięcia zmiennego 30 Vpp (poprzez wbudowany w modelu
rezystor 5k&!) oraz kanały wejściowe oscyloskopu w sposób pokazany na rysunku
1.4. Przeł czyć oscyloskop do trybu pracy X/Y, operuj c przeł cznikami
AC/GROUND/DC ustawić pocz tek układu współrzędnych w środku ekranu. Albo
oscyloskop albo tester musi być podł czony do gniazda zasilaj cego bez bolca
uziemiaj cego.
E Na uzyskanej na ekranie charakterystyce pr dowo-
napięciowej każdej z diod odczytać wartości
5 &!
napięcia przebicia i napięcia przewodzenia
(sprawdzić kalibrację wzmacniaczy odchylania).
Zwrócić uwagę na widoczne na ekranie różnice w
ele e t
wartościach rezystancji dynamicznych
masa
oscyloskopu
(nachyleniach charakterystyk w zakresie przebicia
na ekranie) dla trzech badanych diod.
masa testera
. .4
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 2 -
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
E Obserwacji dokonać dla 2 diod Zenera o różnych wartościach napięcia przebicia oraz
dla potrójnej diody BAP812 i jednej LED.
W sprawozdaniu:
E Porównać odczytane z oscyloskopu wartości napięć przewodzenia i przebicia z
wartościami wynikaj cymi z pomiarów w poprzednim punkcie.
5. Pomiar napięcia przewodzenia złącz tranzystora bipolarnego w 10 min
połączeniach diodowych ( +1 pkt.)
Dla możliwych poł czeń diodowych tranzystora npn pokazanych na rysunku 1.5:
E w układzie z rysunku 1.1 zmierzyć wartości spadku napięcia UF odpowiadaj ce
pr dowi przewodzenia IF równemu 0,1 mA, 1 mA i 5 mA. Strzałka pr du na szkicu
każdego poł czenia z rysunku 1.5 wskazuje kierunek przepływu pr du przewodzenia
tego poł czenia, który uzyskamy podł czaj c wyprowadzenie bazy tranzystora do
dodatniego zacisku z
ródła pr dowego (a emiter lub kolektor do masy).
C C
B B+C B+E
B B
E E+C E
IE IC UCE UBC UBE
Rys. 1.5
W sprawozdaniu:
E Porównać napięcia przewodzenia dla różnych poł czeń diodowych.
E Narysować uproszczone charakterystyki pr dowo-napięciowe IF = f(UF) badanych
poł czeń diodowych tranzystora npn, na wspólnym wykresie w pół-logarytmicznym
układzie współrzędnych
6. Pomiar napięcia przebicia złącz tranzystora bipolarnego w 10 min
połączeniach diodowych ( +0.5 pkt.)
E W układzie z poprzedniego punktu przeł czyć biegunowość z
ródła pr dowego na
przeciwn .
E Zmierzyć napięcie przebicia każdego poł czenia diodowego dla polaryzacji
wstecznej (uwaga: wskazanie woltomierza bliskie  12 V lub +12 V świadczy o tym,
że SPM pracuje w warunkach rozwarcia, czyli przebicie nie występuje);
W sprawozdaniu:
E Porównać napięcia przebicia zł cz tranzystora bipolarnego.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 3 -
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
7. Badanie prądu wstecznego złącz tranzystora bipolarnego w 10 min
połączeniach diodowych ( +0.5 pkt.)
E Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 1.3b (z szeregowym wolomierzem!),
w którym siła elektromotoryczna polaryzuje diodę w kierunku zaporowym.
E Zmierzyć wartości pr du wstecznego IR dla wszystkich poł czeń diodowych
pokazanych na rysunku 1.5, przy napięciu polaryzacji wstecznej UR równym 10 V.
W sprawozdaniu:
E Policzyć pr d wsteczny mierzony metod z rys.1.3b.
Wszystkie charakterystyki powinny być odpowiednio opisane, a obliczone wartości
prawidłowo i wyczerpuj co skomentowane. W przypadku odstępstw od
przewidywanych zależności należy wskazać przyczyny i z
ródła ew. błędów.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 4 -