Politechnika Śląska w Gliwicach

Wydział Elektryczny

Kierunek : elektrotechnika.

Rok akademicki 1999/2000.

Semestr 4.

Sprawozdanie

ćwiczenie laboratoryjne z elektroniki

Diody półprzewodnikowe i układy zasilające.

Sekcja 1 grupa 2

Biały Tomasz

Czubaszek Jarosław

Wiechowska Katarzyna

Diody półprzewodnikowe:

Diody prostownicze:

1. Dioda krzemowa
   

Na podstawie tej charakterystyki wyznaczamy:

• napięcie progowe U_TO = 0,625 V

• rezystancję dynamiczną ,korzystając ze wzoru
  
  

0,04 V
0,015 A
= 2,7

• 
  rezystancję statyczną dla poszczególnych punktów pracy ,korzystając ze wzoru

,gdzie A oznacza punkt pracy

Np.
0,58 V
1,25 mA
464

2. 
   Dioda germanowa:

Na podstawie tej charakterystyki wyznaczamy:

• napięcie progowe U_TO = 0, 24 V

• rezystancję dynamiczną ,korzystając ze wzoru
  
  

0,04 V
0,0125 A
= 3,2

• rezystancję statyczną dla poszczególnych punktów pracy ,korzystając ze wzoru

,gdzie A oznacza punkt pracy

Np.
0,22 V
5,25 mA
42

Wnioski:

Nie zdołaliśmy wykonać pomiarów diody krzemowej w kierunku zaporowym, z powodowane to było brakiem odpowiedniego zasilacza, który pozwoliłby nam na uzyskanie odpowiedniej wartości napięcia wstecznego. Brak odpowiedniego zakresu układu zasilającego nie pozwolił nam również na wyznaczenie charakterystyki diody w kierunku zaporowym jak i krzemowej tak igermanowej.

Diody stabilizacyjne

a. Dioda Zenera

Na podstawie tej charakterystyki wyznaczamy:

• napięcie progowe U_TO = 0, 71 V

• rezystancję dynamiczną ,korzystając ze wzoru
  
  

0,04 V
0,0155 A
= 2,6

• rezystancję statyczną dla poszczególnych punktów pracy ,korzystając ze wzoru

,gdzie A oznacza punkt pracy

Np.
0,73V
8 mA
91,25

Na podstawie tej charakterystyki jesteśmy wstanie wyznaczyć napięcie Zenera Uz oraz rezystancję dynamiczną w obszarze przebicia

U_z = 0.45 I_z = 4.25^.10^-3 R_z = 105 

Napięcie wsteczne U_z wynosi 4.8V

Wnioski:

Wszystkie pomiary oraz przebiegi zgadzają się z wcześniejszymi założeniami teoretycznymi, więc stwierdzamy iż pomiary wykonane zostały poprawnie.

Prostowniki:

Miarą jakości prostowania jest skuteczność prostowania z definiowana :

,gdzie U₀ - napięcie na obciążeniu

U_wemax - amplituda napięcia na wejściu prostownika

Prostownik jednopołówkowy

U₀ = 7 V U_wemax = U
V U = 17 V

= 0.30

U₀ = 0.45 U sprawdzamy U₀ =7,65 V

Prostownik dwupołówkowy

U₀ = 14,5V U_wemax = U
V U = 17 V

= 0.60

U₀ = 0.9 U sprawdzamy U₀ = 15,3 V

Wnioski:

Prostownik jednopołówkowy z obciążeniem rezystancyjnym ma małą skuteczność prostowania, średnia wartość napięcia wyprostowanego pozostawia również wiele do życzenia

Znacznie lepsze właściwości mają prostowniki dwupołówkowe dlatego są częściej stosowane w praktyce, co wykazują nasze obliczenia które niewiele różnią się od wartości podawanych w literaturze (
=0.32 dla jednopołówkowego,
=0.64 dla dwupołówkowego).

Filtry

Skuteczność filtru q zdefiniowana jest jako

, gdzie U_wymax - amplituda napięcia na wyjściu,

U_wemax - amplituda na wejściu.

1. Dla prostownika jednopołówkowego

a. pojemnościowy C=100 F

U_wemax =
, gdzie U - wartość średnia napięcia

U_wymax - amplituda napięcia odczytywana z oscyloskopu

U = 20V U_wymax = 3V q = 20

C = 47 F

U = 18V U_wymax = 10V q = 5.6

b. LC

U = 13.25V U_wymax = 1.5V q = 27

c. RC kształtu 

U = 14.75V U_wymax = 0.5V q = 92

2. Dla prostownika dwupołówkowego

a. pojemnościowy C=100 F

U_wemax =
, gdzie U - wartość średnia napięcia

U_wymax - amplituda napięcia odczytywana z oscyloskopu

U = 20.5V U_wymax = 1.3V q = 24

C = 47 F

U = 19.5V U_wymax = 4V q = 7.6

b. LC

U = 14.5V U_wymax = 0.5V q = 45

c. RC kształtu 

U = 15.75V U_wymax = 0.15V q = 164

Wnioski

Na podstawie obliczeń jak i widzianych na oscyloskopie przebiegów możemy stwierdzić, iż najskuteczniejszym filtrem jest filtr RC kształtu  oraz filtr LC. W filtrze typu LC spadek napięcia stałego na dławiku i moc tracona są pomijalnie małe lecz duże wymiary oraz istotny wpływ strumieni na układy elektroniczne powodują iż stosujemy mniejsze filtry C lub LC.

Gdy chcielibyśmy zastosować filtr pojemnościowy pamiętajmy o zastosowaniu kondensatorów o dużej pojemności ponieważ jak widać z obliczeń mają one większą skuteczność.

---