Patryk Pakmur 15 marca 2003

Piotr Ochocki

Temat: Diody stabilizacyjne.

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z niektórymi parametrami diod stabilizacyjnych, sposobami ich wyznaczania, oraz możliwością zastosowania diod stabilizacyjnych najprostszym układzie stabilizatora napięcia.

2. Wykaz przyrządów:

• woltomierz cyfrowy x2

• miliamperomierz x2

• rezystor dekadowy

• zasilacz stabilizowany

• rezystor R=910 Ω

• diody stabilizacyjne D1, D2 (Moc maksymalna P_max=0,2 W)

3. Schematy układów pomiarowych:

a) Układ do pomiaru charakterystyk diod w kierunku przewodzenia.

b) Układ do pomiaru charakterystyk diod w kierunku zaporowym.

c) Schemat kładu do badania prostego stabilizatora napięcia.

4. Wyniki pomiarów:

1. Badanie charakterystyki diod w kierunku przewodzenia:

D1		D2
If [mA]	Uf [V]	If [mA]	Uf [V]
10,2	0,8	10,2	0,722
14,2	0,813	14	0,73
17,5	0,826	17,5	0,736
21,5	0,842	21,5	0,743
25	0,854	25	0,748
29	0,864	28	0,751
31	0,875	31	0,755

2. Badanie charakterystyki diod w kierunku zaporowym:

D1		D2
If [mA]	Uf [V]	If [mA]	Uf [V]
0,5	2,632	0,6	11,648
3,3	3,277	3,9	11,806
7,4	3,614	9,2	11,932
10,2	3,75	12,5	11,975
14	3,85	16	12,03
18	3,964	19,5	12,07

3. Badanie spadku napięcia na diodzie w zależności od natężenia prądu obciążenia:

D1 (dla U=15V)					D2 (dla U=15V)
U [V]	I [mA]	Us [V]	Is [mA]	Rd [kΩ]	U [V]	I [mA]	Us [V]	Is [mA]	Rd [kΩ]
15,25	13	3,513	7	0,5	15,25	11	5,486	11	0,5
15,25	13	3,695	3,3	1	15,25	8	8,076	8	1
15,25	13	3,725	2,5	1,5	15,25	6,5	9,582	6,4	1,5
15,25	13	3,747	1,85	2	15,25	5	10,57	5,3	2
15,25	13	3,76	1,5	2,5	15,25	4,5	11,264	4,5	2,5
15,25	13	3,774	1,1	3,5	15,25	4	11,653	3,35	3,5
15,25	13	3,781	0,8	4,5	15,25	4	11,706	2,6	4,5
15,25	13	3,785	0,7	5,5	15,25	4	11,729	2,1	5,5

D1 (dla U=20V)					D2 (dla U=20V)
U [V]	I [mA]	Us [V]	Is [mA]	Rd [kΩ]	U [V]	I [mA]	Us [V]	Is [mA]	Rd [kΩ]
20	18	3,513	7,5	0,5	20	9	7,26	14,5	0,5
20	18	3,695	3,8	1	20	9	10,708	10,2	1
20	18	3,725	2,5	1,5	20	9	11,73	7,1	1,5
20	18	3,747	1,9	2	20	9	11,79	5,9	2
20	18	3,76	1,5	2,5	20	9	11,828	4,7	2,5
20	18	3,774	1,1	3,5	20	9	11,86	3,4	3,5
20	18	3,781	0,85	4,5	20	10,5	11,873	2,6	4,5
20	18	3,785	0,7	5,5	20	14,5	11,879	2,1	5,5

4. Badanie charakterystyki przejściowej układu stabilizującego:

Dioda I		Dioda II
U [V]	Us [V]	U [V]	Us [V]
5,14	2,93	5,25	3,795
10,12	3,51	11,25	7,474
15,27	3,77	15,25	11,265
20,25	3,918	20,25	11,82
25,39	4,022	25,39	11,93

VI. Otrzymane charakterystyki:

VII. Obliczenia:

1. Zakres napięć i prądów stabilizacji diod:

	D1	D2
IRmin [mA]	4,49	2,36
IRmax [mA]	46,2	16,62
URmin [V]	3,435	11,784
URmax [V]	4,298	12,026

2. Rezystancja dynamiczna r_d i statyczna R_{s dla} wybranych punktów pracy diod:

a) w kierunku przewodzenia:

- rezystancja dynamiczna

- rezystancja statyczna

Obrane punkty pracy diod	Dioda I
		If [mA]	Uf [V]	Rs [Ω]	rd [Ω]
A	17,5	0,826	47	4
B	21,5	0,842	39

Obrane punkty pracy diod	Dioda II
		If [mA]	Uf [V]	Rs [Ω]	rd [Ω]
A	17,5	0,736	42	2
B	21,5	0,743	35

b] w kierunku zaporowym:

- rezystancja dynamiczna

- rezystancja statyczna

Obrane punkty pracy diod	Dioda I
		If [mA]	Uf [V]	Rs [Ω]	rd [Ω]
A	7,4	3,614	488	33
B	18	3,964	220

Obrane punkty pracy diod	Dioda II
		If [mA]	Uf [V]	Rs [Ω]	rd [Ω]
A	9,2	11,932	1297	13
B	19,5	12,07	619

3. Wyznaczenie współczynnika stabilizacji, rezystancji wyjściowej stabilizatora i sprawności energetycznej:

- współczynnik stabilizacji

- rezystancja wyjściowa stabilizatora

- sprawność energetyczna

Dioda I
U [V]	I [mA]	Us [V]	Is [mA]	Rd [kΩ]	S		R0 [Ω]
15,25	13	3,513	7	0,5	30,38	0,12404	45
15,25	13	3,747	1,85	2	29,02	0,034966
15,25	13	3,76	1,5	2,5	28,92	0,028449		31
15,25	13	3,785	0,7	5,5	28,73	0,013364
20	18	3,513	7,5	0,5	30,38	0,073188		42
20	18	3,747	1,9	2	29,02	0,019776
20	18	3,76	1,5	2,5	28,92	0,015667		31
20	18	3,785	0,7	5,5	28,73	0,00736

Dioda II
U [V]	I [mA]	Us [V]	Is [mA]	Rd [kΩ]	S		R0 [Ω]
15,25	11	5,486	11	0,5	70,74	0,359738	892
15,25	5	10,57	5,3	2	69,38	0,734702
15,25	4,5	11,264	4,5	2,5	69,28	0,738623		194
15,25	4	11,729	2,1	5,5	69,09	0,403785
20	14,5	7,26	14,5	0,5	70,74	0,363		527
20	9	11,79	5,9	2	69,38	0,38645
20	9	11,828	4,7	2,5	69,28	0,308842		20
20	9	11,879	2,1	5,5	69,09	0,138588

VIII. Wnioski:

- Z charakterystyk prądowo-napięciowych wywnioskowaliśmy, że dla diody D1 napięcie stabilizacji wynosi ok. 4V a dla diody D2 ok. 12V.

- Stromość charakterystyki I=f(U) diody D2 jest większa w odniesieniu do diody D1; duża stromość charakterystyki świadczy o dobrej zdolności stabilizacji tej diody.

- Rezystancja dynamiczna obliczona dla obranych punktów pracy wynosiła odpowiednio dla diod D1, D2, - 33[Ω], 13[Ω],. Rezystancję tą wyznaczamy z nachylenia charakterystyki prądowo-napięciowej. Im mniejsze nachylenie, a co za tym idzie mniejsza wartość tej rezystancji, tym dioda wykazuje lepsze właściwości stabilizacyjne. Nasze przepuszczenia się potwierdziły, że dioda D2 miała lepsze parametry niż dioda D1 (wartości rezystancji dynamicznych diody D2 są mniejsze od rezystancji dynamicznej diody D1).

- Charakterystyki przejściowe U_S=f(U) obrazują nam zdolności stabilizacyjne poszczególnych diod. Zmiany napięcia wejściowego nieprzekraczające napięcia stabilizacji, charakterystycznego dla każdej z diod, nie powodują znaczących zmian napięcia wyjściowego.

- Charakterystyka wyjściowa (obciążeniowa) U_s=f(I_s) pokazuje, że bardzo mały prąd obciążenia nie wpływa na wartość napięcia stabilizowanego, jednak przy wartości kilku mA powoduje obniżenie się wartości stabilizowanego napięcia U_s. Dla diody D1 maksymalne natężenie prądu, które nie powoduje obniżenia się napięcia U_s wynosi ok. 2,5 mA , dla diody D2 ok. 3,5 mA.

---