Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Tarnowie Instytut Politechniczny
Grupa: L4	Przyrządy półprzewodnikowe -Laboratorium
Skład zespołu:	Temat ćwiczenia:	Badania diod stabilizacyjnych
	Sprawozdanie wykonał:		Data:	Ocena:
		Meniu			25.10.2007

1. Na module pomiarowym zestawiamy układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyk statycznych metodą punktową. Badamy wskazane diody stabilizacyjne w zakresie napięć rewersyjnych, a następnie na układzie współrzędnych (i_Z, u­_Z) wykreślamy przebieg charakterystyk dla badanych diod.

2. Powyższy układ pomiarowy z diodą uzupełniamy o rezystancję obciążenia R­_L i zmieniamy potencjometrem RZN napięcie wejściowe U_S wewnętrznego stabilizatora w module . Następnie mierzymy i wykreślamy charakterystyki zmontowanego stabilizatora na tej diodzie:

a). u_L(u_S) z rezystorem obciążenia R­_L

b). u_L(i_L) przy U_S= 3 V.

3. Montujemy na module pomiarowym TM2 układ do obserwacji charakterystyk diod stabilizacyjnych wg rys.5.4. Podczas obserwacji staramy się dokładnie odrysować krzywe uzyskane na ekranie oscyloskopu.

4. W sprawozdaniu należy wykreślić zależności r_Z(i_Z).

5. Wyznaczyć także charakterystyczne parametry układu stabilizacyjnego A, k_pL i k_p.

6. Przeprowadzić w miarę pełną analizę parametrów i warunków pracy badanych diod.

7. Wyniki obliczeń i parametry diod porównać z danymi katalogowymi.

I Zdejmowanie charakterystyk statycznych metodą punktową

1) Tabela wyników dla

diody nr 1 diody nr2

U [V]	I [mA]		U [V]	I [mA]
0,00	0,00		0,00	0,00
-1,00	0,00		-5,00	-0,02
-2,00	0,00		-6,00	-0,03
-2,50	-0,02		-7,00	-0,04
-2,70	-0,04		-7,50	-0,05
-2,80	-0,08		-7,70	-0,09
-2,90	-0,13		-7,80	-0,17
-3,00	-0,19		-7,90	-0,31
-3,10	-0,28		-8,00	-0,42
-3,20	-0,33		-8,10	-0,52
-3,25	-0,46		-8,15	-0,64
-3,30	-0,52		-8,20	-0,70
-3,31	-0,86		-8,22	-0,91
-3,32	-1,17		-8,24	-1,22
-3,33	-1,33		-8,26	-1,54
-3,34	-1,59		-8,28	-1,68
-3,35	-1,94		-8,30	-1,99
-3,36	-2,48		-8,32	-2,29
-3,37	-2,94		-8,34	-2,58
-3,38	-3,44		-8,36	-2,98
-3,39	-3,78		-8,38	-3,36
-3,40	-4,19		-8,40	-3,67
-3,42	-4,54		-8,43	-4,08
-3,43	-4,78		-8,46	-4,69
-3,45	-4,97		-8,51	-5,33
-3,47	-5,14		-8,54	-5,86
-3,49	-5,31		-8,56	-6,34
-3,51	-5,59		-8,59	-7,02
-3,52	-5,82		-8,62	-7,22
-3,54	-6,18		-8,65	-7,36

2) Wykresy

Charakterystyczne nominalne napięcie przebicia U_ZK jest w przybliżeniu napięciem stabilizacji U_Z. Można zatem przyjąć, że dla:

a) Diody nr1

Iz min = 0,52 mA, Uz = 3,30V

Czyli:

Iz max = 5,2 mA, Uz max = 3,48V

Niech Iz = 2,86 mA, wówczas:

R_z=

Dobrze stabilizuje dioda o >100.

b) Diody nr2

Iz min = 0,71 mA, Uz = 8,20V

Czyli:

Iz max = 7,1 mA, Uz max = 8,6V

Niech Iz = 3,9 mA, wówczas:

R_z=

Dobrze stabilizuje dioda o >100.

c) Ponadto można wyznaczyć zależnośc rezystancji dynamicznej r_z od i_z

II Stabilizator-pomiary i charakterystyki

1) Wykorzystując powyższy układ uzupełniony o R_L otrzymaliśmy następujace wyniki:

a) dla R_L=1k

Us [V]	UL [mV]
0,0	0,0
0,2	5,3
0,5	12,8
0,8	19,2
1,0	23,3
1,3	30,2
1,6	37,5
1,9	45,1
2,2	51,9
2,4	57,8
2,7	67,7
2,9	73,8
3,1	85,6

b) dla R_L=5,1k

Us [V]	UL [mV]
0,0	0,0
0,4	2,4
0,7	3,5
1,0	4,3
1,2	5,7
1,4	7,0
1,7	8,1
1,8	9,3
2,0	10,1
2,2	12,5
2,5	17,3
2,7	21,3
3,0	27,2

2) Przy Us=3V zmienialiśmy rezystancje obciązenia R_L i otrzymaliśny następujace wyniki:

	RL=1k	RL=5,1k	RL=22k
IL [mA]	3,44	1,35	0,89
UL [mV]	81,8	28,6	19,1

Na tej podstawie powstała charakterystyka U_L(I_L) przy U_s=3V

3) Charakterystyczne parametry układu stabilizacyjnego to:


k_pL=
= 0,067

k_pS=
= 2,307

A=
= 0,029

III Wykres zaobserwowany na oscyloskopie - przeniesiony na pamięci Pen-drive

IV Wnioski:

- Charakterystyka prądowo-napięciowa diody Zenera zaobserwowana na oscyloskopie pokazuje że podczas polaryzacji w kierunku przewodzenia zachowuje się ona jak normalna dioda, odkłada się na niej napięcie i utrzymuje się na niemal niezmiennym poziomie mimo dalszego zwiększania prądu.

- Charakterystyka prądowo-napięciowa diody Zenera przy polaryzacji w kierunku zaporowym, wyznaczona metodą punktową (ze względu na większą dokładność) pozwala zauważyć, że prąd płynący przez diodę początkowo ulega niewielkim zmianom. Dopiero od pewnej wartości napięcia zaporowego, zwanego napięciem Zenera, prąd gwałtownie wzrasta. Napięcie diody powyżej wartości U_z jest praktycznie niezależne od wartości płynącego prądu i zmienia się bardzo nieznacznie nawet przy dużych zmianach prądu przebicia. Obserwujemy wtedy działanie stabilizacyjne diody Zenera.

-W kierunku zaporowym rezystancja statyczna jest bardzo duża , po przekroczeniu napięcia zenera Uz, bardzo szybko spada w zakresie prądu Zenera . Rezystancja dynamiczna jest bardzo mała , co pozwala utrzymać stałe napięcie równe Uz

- Wyniki obliczeń i parametry są bardzo zblizone do danych katalogowych

-Błędy pomiarowe występujące w postaci pewnych niewielkich odchyleń o lini wykresu spowodowane są głównie niedokładnością urządzeń pomiarowych. Nie mają one jednak wpływu na ogólny sens poszczególnych ćwiczeń.

wykres U_L (Us) dla R_L=1k

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Us [V]

U_L [mV]

wykres U_L(Us) dla R_L=5,1k

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Us[V]

U_L[mV]

---