grupa : C2 L3

23 I 2008

ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE -- LABORATORIUM

Ćwiczenie nr 1

CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

1. Wykreślenie na wspólnym wykresie w skali liniowo-liniowej charakterystyk statycznych i(u) diod spolaryzowanych przewodząco.

Dioda prostownicza		Dioda stabilizacyjna		Dioda Schottky'ego
U [mV]	I [mA]	U [mV]	I [mA]	U [mV]	I [mA]
300	0,001	390	0,001	90	0,001
340	0,003	440	0,003	110	0,003
370	0,006	460	0,006	130	0,006
380	0,01	480	0,01	150	0,01
430	0,03	530	0,03	170	0,03
460	0,06	560	0,06	190	0,06
480	0,1	580	0,1	200	0,1
530	0,3	620	0,3	230	0,3
560	0,6	640	0,6	25	0,6
580	1	650	1	270	1
640	3	690	3	290	3
670	6	710	6	310	6
690	10	723	10	330	10
750	30	840	30	360	30
810	60	900	60	400	60
850	100	960	100	450	100

Tabela 1 Wyniki pomiarów

Wykres 1 Charakterystyki statyczne diod spolaryzowanych przewodząco

2.Wykreślenie w skali liniowo-logarytmicznej charakterystyk statycznych: diody stabilizacyjnej i diody prostowniczej. Na podstawie tych wykresów wyznaczyć wartości parametrów modelu statycznego diod : współczynnika nieidealności n oraz prądu I_s

W zakresie dużych prądów, przy wyraźnym odchyleniu od liniowości powyższych charakterystyk, wyznaczyć wartość rezystancji szeregowej tych diod.

Aby wyznaczyć wartość współczynnika n należy skorzystać z zależności:

W celu obliczenia prądu I_s należało skorzystać ze wzoru:

W zakres dużych prądów (odchylenie wykresu od prostej aproksymującej) możemy obliczyć rezystancję r_s z zależności:

a) Dla diody stabilizacyjnej:

Wykres 2 Charakterystyka statyczna diody stabilizacyjnej

-Współczynnik n :

=0,3[mA]

=620[mV]

=0,6[mA]

=640[mV]

-Prąd nasycenia:

=0,3[mA]

=620[mA]

n =1,11

- Rezystancja szeregowa :

=0,1[A]

=0,84[V]

=0,96[mV]

b)Dla diody prostowniczej:

Wykres 3 Charakterystyka statyczna diody prostowniczej

-Współczynnik n :

=0,6[mA]

=560[mV]

=1[mA]

=580[mV]

-Prąd nasycenia:

=0,6[mA]

=560[mA]

n =1,51

- Rezystancja szeregowa :

=0,75[V]

=0,85[mV]

3.Dla wszystkich diod wykonano pomiar przy prądzie w kierunku przewidzenia równym 30 mA , zaobserwowano:

	U[V]
dioda LED	2,5
dioda stabilizacyjna	0,84
dioda prostownicza	0,75
dioda Schottky'ego	0,36

Dla różnych typów diod spadki napięcia są niejednakowe. Wynika to z konstrukcji złącza, doboru rodzaju materiałów półprzewodnikowych użytych do jego budowy oraz różnej wartości szerokości przerwy energetycznej.

4.Skomentować przebiegi na wyjściu badanych prostowników zaobserwowane podczas wykonywania zadania laboratoryjnego nr 3.

Na załączonych przebiegach oscyloskopowych układów dwóch prostowników: jednopołówkowego i dwupołówkowego zaobserwowaliśmy, że przy prostowaniu jednopołówkowym prąd płynie przez obciążenie tylko przez połowę okresu jego napięcia zasilającego, natomiast przy prostowaniu dwupołówkowym przez cały okres. Wprowadzenie kondensatora filtrującego C do układu powoduje zdecydowane wygładzenie wykresu przepływu napięcia i utrzymanie go na stosunkowo stałym poziomie. Różnicą pomiędzy jednym układem a drugim jest niejednakowy stosunek czasu ładowania do rozładowania. Na zaobserwowanych przebiegach można również zauważyć, że napięcie maksymalne na obciążeniu przy załączonym kondensatorze jest wyższe niż bez pojemności, dotyczy to obu prostowników.

---