Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Laboratorium podstaw elektroniki
Ćwiczenie nr 1	Temat: Badanie diod półprzewodnikowych		Zespół: 1)Beata Paździerz 2)Konrad Pawłowski 3)Robert Paluch
Data wykonania ćwiczenia: 08.10.2001r.		Data oddania sprawozdania:	Ocena:

1. Program ćwiczeń:

Ćwiczenie ma na celu określenie właściwości diod półprzewodnikowych:

• prostowniczych (krzemowej BYP 401 i germanowej AAP 152),

• Zenera ( 3V9, 5V6, 6V8, 7V5, C10, C15),

• Å›wiecÄ…cych LED ( CQP 441, CQP 442, CQP 443),

poprzez pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych.

2. Układy pomiarowe:

1. układ do pomiaru charakterystyki prądowo-napięciowej diody w kierunku przewodzenia:

b) układ do pomiaru charakterystyki prądowo-napięciowej diody w kierunku zaporowym:

μ

b) Diody Zenera
3V9		5V6		6V8
U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]
0	0	0	0	0	0
-1,5	0	-3,98	0	-6,2	0
-1,7	-0,05	-5,11	-0,84	-6,38	-1,12
-2,767	-2,46	-5,45	-4,98	-6,41	-8,88
-3,05	-5,24	-5,53	-14,1	-6,44	-17,6
-3,35	-11,17	-5,55	-19,23	-6,46	-26,06
-3,54	-19,03	-5,57	-24,2	-6,51	-34,1
-3,69	-28,4	-5,59	-31,88	-6,56	-49,5
-3,78	-36,6	-5,61	-39,8	-6,59	-58,5
-3,84	-44,4	-5,62	-45,3	-6,63	-65,5
-3,89	-51,5	-5,64	-53,2	-6,66	-74,3
-3,94	-62	-5,67	-66,5	-6,69	-82,9
-3,98	-71	-5,69	-76	-6,71	-93
-4,02	-80,6	-5,71	-83,3	-6,75	-97
-4,05	-92,2	-5,73	-93,54	Â	Â
-4,07	-99,3	-5,74	-99,4	Â	Â

7V5		C10		C15
U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]
0	0	0	0	0	0
-3,69	0	-9,9	0	-14,6	0
-4,73	-0,2	-9,92	-0,48	-14,73	-1,45
-5,44	-1,08	-10,01	-6,62	-14,82	-5,26
-5,67	-5	-10,13	-15,36	-15,05	-20,15
-5,72	-10,69	-10,24	-23,88	-15,12	-25,77
-5,77	-19,28	-10,39	-35,7	-15,19	-30,51
-5,82	-29,88	-10,51	-46,5	-15,24	-35,5
-5,84	-33,6	-10,6	-53,6	-15,35	-40,9
-5,88	-43,2	-10,75	-66,4	-15,44	-50,4
-5,96	-60,6	-10,86	-72	-15,57	-60,2
-6,01	-72,4	-11,07	-85,9	-15,69	-70
-6,09	-90	-11,13	-90,9	-15,79	-76,5
-6,14	-99,5	-11,28	-99,3	-15,85	-79,6

c) Diody świecące ( LED )
CQP 441		CQP 442		CQP 443
U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]
0	0	0	0	0	0
1,366	0	1,633	0	1,592	0
1,465	0,2	1,698	0,06	1,618	0,06
1,51	0,62	1,757	0,24	1,705	0,46
1,552	1,83	1,829	1,08	1,744	0,96
1,557	2,13	1,862	1,95	1,786	1,78
1,57	3,27	1,867	2,15	1,799	2,12
1,578	4,18	1,891	3,1	1,831	3,04
1,587	5,3	1,91	4,07	1,865	4,26
1,593	6,3	1,946	6,21	1,887	5,14
1,599	7,44	1,957	7,02	1,933	7,3
1,604	8,54	1,973	8,17	1,949	8,2
1,609	9,86	1,994	9,85	1,979	9,94
Â	Â	Â	Â	Â	Â

4. Obliczenia:

a) Wyznaczanie rezystancji szeregowej diody na podstawie trzech dowolnie wybranych punktów z charakterystyki diody BYP 401:

I₁=20,56mA U₁=0,7V

I₂=40,2mA U₂=0,738V

I₃=80,9mA U₃=0,781V

r_s=0,2Ω

b) Wyznaczanie współczynnika η dla diody BYP 401 :

T=293K e=1,6*10^-19C

k=1,38*10^-23J/K

η=2

c) Określenie prądu nasycenia diody BYP 401:

I_s=2,15523*10^-8A

d) Wyznaczanie rezystancji statycznej w kierunku przewodzenia dla diody:

• AAP 152

I = 7,34mA

U = 0,778V

• BYP 401

I = 32,6mA

U = 0,727V

e) Wyznaczanie rezystancji dynamicznej w kierunku przewodzenia dla diody w punkcie P :

• AAP 152

P( I = 7,34mA; U = 0,778V)

ΔU = 0,248V

ΔI = 3,81mA

• BYP 401

P( I = 32,6mA; U = 0,727V)

ΔU = 0,038V

ΔI = 19,64mA

5) Wnioski:

Z charakterystyki diody krzemowej BYP 401 wynika, że po przekroczeniu napięcia progowego ( dla diody krzemowej wynosi ono od ok. 0,6 do 0,8V

a dla germanowej od 0,2 do 0,3V ) prąd zaczyna narastać lawinowo, natomiast w przypadku polaryzacji w kierunku zaporowym prąd w ogóle nie płynie.

W przypadku diody germanowej AAP 152 po uzyskaniu napięcia progowego zależność prądu od napięcia staje się praktycznie liniowa. Okazuje się także, że dioda ta przewodzi prąd w kierunku zaporowym.

Tego rodzaju diody znalazły zastosowanie głównie w układach prostowniczych urządzeń zasilających, przekształcających prąd zmienny w jednokierunkowy prąd pulsujący.

Podobnie jak dioda BYP 401 w stanie przewodzenia zachowują się diody Zenera w kierunku zaporowym. Po przekroczeniu napięcia Zenera, zwanego również napięciem stabilizacji, następuje szybki wzrost prądu, przy prawie nie zmienionym napięciu (wyjątkiem okazała się dioda 7V5, dla której napięcie Zenera powinno wynosić około 7,5V, zaczęła przewodzić prąd przy napięciu około 4,7V. Wynik taki może być spowodowany uszkodzeniem diody).

Diody Zenera stosuje się w układach stabilizacji napięć, w ogranicznikach amplitudy itp. Wykorzystuje się właściwości charakterystyki prądowo-napięciowe w zakresie przebicia.

Charakterystyki prądowo-napięciowe diod świecących ( LED) mają przebieg bardzo zbliżony do innych diod półprzewodnikowych ( np. do diody BYP 401 ),

większe są tylko napięcia przewodzenia zależne od koloru emitowanego przez diodę.

Diody te znalazły zastosowanie jako sygnalizatory włączenia lub określenia stanu pracy urządzeń elektrycznych, takich jak sprzęt radiowo telewizyjny, aparatura pomiarowa itp.

---