POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Laboratorium Elektrotechniki i Elektroniki

SPRAWOZDANIE

Numer ćwiczenia: 8	Data wykonania: 26.05.15r	Dzień: Środa	Godzina: 10:00
Temat ćwiczenia: BADANIE WYBRANYCH ELEMENTÓW ELEKTRONICZNYCH
Kierunek studiów: Transport	Grupa laboratoryjna: GL03	Ocena:
Skład grupy: Cezary Mazur, Grzegorz Makaruk, Mateusz Kulpa, Kacper Ligęza, Artur Łukaszek, Adrian Kusyk, Patryk Kowalik.

1. Cel ćwiczenia.

- nauczyć praktycznie wykonywania wybranych pomiarów

- utrwalenie wiadomości z podstaw elektrotechniki ogólnej

- zapoznanie z właściwościami elementów półprzewodnikowych,-

- badanie własności prostowników diodowych i układów stabilizacji napięcia.

2. Wstęp.

Ćwiczenie to zostało opracowane, by student mógł poznać metody pomiaru charakterystyk prądowo-napięciowych poszczególnych diod oraz poznać zasady wyznaczania z nich parametrów. By wykonać to ćwiczenie, należało wiedzieć, czym są diody germanowe, krzemowe, Zenera, świecące (LED) oraz czym się charakteryzują.

           Dioda jest to  dwuzaciskowy element elektroniczny, który przewodziprąd elektryczny. Odbywa się to w sposób niesymetryczny co oznacza, że prąd przepływa bardziej w jednym kierunku niż w przeciwnym. Pierwszymi diodami były wynalezione przez Ferdinanda Brauna w 1897 roku detektory kryształkowe opierające się na zjawisku prostowania na złączu metal-półprzewodnik.  Obecnie najczęściej spotykanym rodzajem są diody półprzewodnikowe, na których przeprowadziliśmy to cwiczenie.

Zbudowane są one z dwóch warstw półprzewodnika, odmienniedomieszkowanych

- typu p i typu n, które tworzą razem złącze p-n.

          Dioda germanowa to dioda półprzewodnikowa wykonana z kryształugermanu. Odznacza się niskim spadkiem napięcia w kierunku przewodzenia (0,2 V) i małą odpornością na wysoką temperaturę.

          Dioda krzemowa pracuje przy małych prądach mając napięcie progowenie przekraczające 0,7 V. Jeśli napięcie zaporowe przekroczy wartość katalogową wówczas

dioda niszczy się.

          Dioda Zenera (stabilistor) jest rodzajem diody półprzewodnikowej, której głównym parametrem jest napięcie przebicia złącza p-n. Po przekroczeniu napięcia przebicia ma miejsce nagły, gwałtowny wzrost prądu. W kierunku przewodzenia (anoda spolaryzowana dodatnio względem katody) zachowuje się jak normalna dioda, natomiast przy polaryzacji zaporowej (katoda spolaryzowana dodatnio względem anody) może przewodzić prąd po przekroczeniu określonego napięcia na złączu, zwanego napięciem przebicia. Przy niewielkich napięciach (do ok. 5 woltów) podstawową rolę odgrywa zjawisko Zenera, w zakresie od 5 do 8 woltów zjawisko Zenera i przebicie lawinowe, a powyżej 8 woltów - wyłącznie przebicie lawinowe. Napięcie przebicia jest praktycznie niezależne od płynącego prądu i zmienia się bardzo nieznacznie nawet przy dużych zmianach prądu przebicia (dioda posiada w tym stanie niewielką oporność dynamiczną).

Natomiast dioda LED jest zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.

3. Schematy.

4. Wyniki Pomiarów.

Tabela 2.1

Typ, rodzaj diody	ΔU [mV]	ΔU [mV]	R
	kierunek przewodzenia	kierunek zaporowy
50R	552/542/524/537	∞/∞/∞/∞	117/113/129/118 [kΩ]
P600M10	527/539/555/533	∞/∞/∞/∞	114/130/152/124 [kΩ]
MD1021G	748/717/729/731	∞/∞/∞/∞	18/15/16/17 [MΩ]
15	740/736/706/714	∞/∞/∞/∞	8,6/8,1/9,1/9 [MΩ]
1021B	708/723/698/915	∞/∞/∞/∞	7,8/8,3/8,4/7 [MΩ]

Typ, rodzaj diody	ΔU [mV] kierunek przewodzenia	R[kΩ]
B2P620	620	133,6
B2P620v8	642	1376
2x12	800	1893

Tabela 2.2

Dodać na górze wiersz: U[V] i odpowiednio (nad 2,8 ma być 2, potem 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ,18 i 20 na końcu

Dioda prostownicza	kierunek przewodzenia	I [mA]	2,8	35,8	57	85,1	106,3	130	156,5	181
		U [V]	0,23	0,7	0,72	0,74	0,75	0,75	0,76	0,77
	kierunek zaporowy	I [μA]	0,34	0,61	0,88	1,13	1,4	1,66	1,93	2,19
		U [V]	1,95	3,95	6,02	7,96	9,98	11,95	13,95	15,9
DiodaZenera	kierunek przewodzenia	I [mA]	15	36,8	60,5	66,2	72,8	78,5	84,5	108,3	156,5	180,8
		U [V]	0,65	0,68	0,69	0,7	0,7	0,7	0,7	0,71	0,72	0,73
	kierunek zaporowy	I [mA]	0,33μA	4,87μA	0,3	1,41	5,3	10	14,7	39,7	87	106,6
		U [V]	2,03	3,95	5,88	6,44	6,51	6,52	6,53	6,56	6,58	6,6

Tak jak na górze U[V] 2; 4; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 10; 12; 14; 16

U1[V]	I1[A]	P[W]	U2[V]	U3[V]	I2[A]	R [Ω]	Po[W]
61	0,01	2	0,73	1,5	0,4	6100	0,61
104	0,04	6	1,26	3,55	0,72	2600	4,16
130	0,05	9	1,53	4,8	0,86	2600	6,5
161	0,07	14	1,89	6,4	1,01	2300	11,27
198	0,09	20	2,3	8,3	1,2	2200	17,82
230	0,1	26	2,67	10	1,39	2300	23

5. Wnioski

W niniejszym doświadczeniu badaliśmy charakterystyki poszczególnych diod, wykreślając je na podstawie napięcia oraz natężenia prądu, które przez nie przepływają. Zaobserwowaliśmy również że w kierunku przewodnictwa dioda Zenera zachowuje się tak samo jak dioda prostownicza, jednak w kierunku zaporowym, gdy napięcie przekroczy pewną charakterystyczną wartość dla danego złącza obserwuje się przewodzenie prądu przez diodę(prąd wsteczny), jest to spowodowane domieszkowaniem materiału, z którego dioda została wykonana .