c6w 202 20 20Badanie 20uk b3ad f3w 20diodowych

Laboratorium elektroniki

Rok studiów: 4

Grupa: I

Członkowie zespołu:

  1. Grega Piotr

  2. Jakubowski Dominik

  3. Olszewski Bartłomiej

Temat ćw.:

Badanie układów diodowych

Autor Sprawozdania:

Grega Piotr

  1. Część teoretyczna.

    1. Wstęp.

Dioda jest elektronicznym elementem półprzewodnikowym zbudowanym z obszarów typu N i typu P. warstwy N i P powstają z różnie domieszkowanych półprzewodników lub półprzewodnika i metalu. Dioda charakteryzuje się jednokierunkowym przepływem prądu w zależności od polaryzacji. Prąd IF płynie gdy potencjał dodatni zostanie podłączony do anody (obszar typu P) w przypadku podłączenia dodatniego bieguna napięcia do katody (obszar typu N) prąd IF nie płynie (płynie szczątkowy prąd IR).

Rys. 1. Polaryzacja złącza P-N.

  1. Rodzaje i charakterystyka diod półprzewodnikowych.

Diody w zależności od zastosowania i wykorzystywanych zjawisk dzielimy na:

a)

Rys. 2. Dioda prostownicza:

a) symbol b) charakterystyka prądowo-napięciowa.

a) b)

Rys. 2. Dioda Zenera:

a) symbol b) charakterystyka prądowo-napięciowa.

a)

b)

Rys. 3. Dioda tunelowa:

a) charakterystyka prądowo-napięciowa b) symbol.

a) b)

Rys. 4. Dioda pojemnościowa:

a) charakterystyka pojemność-napięcie b) symbol

Rys. 4. Symbol diody pojemnościowa.

  1. Podstawowe parametry techniczne diod półprzewodnikowych.

Parametry diod półprzewodnikowych zależą od rodzaju. Na przykładzie diody prostowniczej podstawowe parametry diod to:

Rys. 5. Parametry diody prostowniczej.

  1. Istota działania ograniczników napięcia.

Ograniczniki napięcia są to układy ograniczające amplitudę sygnału wyjściowego. W  zależności od kierunku tłumienia charakterystyki wyjściowej wyróżniamy ograniczniki jednostronne (niezniekształcające) - obcinające cześć sygnału przekraczającego ustalony poziom oraz dwustronne (wyłącznie ograniczające) obcinające cześć sygnału przekraczającego ustalony przedział).

Rys. 6. Charakterystyki przejściowe ogranicznika: a) niezniekształcającego

b) wyłącznie ograniczającego

  1. Podstawowe układy pracy ograniczników diodowych.

Rys. 7. Ogranicznik diodowy równoległy: a) schemat układu jednostronnego

b) charakterystyka przejściowa.


Rys. 8. Ogranicznik diodowy równoległy: a) schemat układu obustronnego

b) charakterystyka przejściowa.

Rys. 8. Ogranicznik diodowy szeregowy: a) schemat układu

b) charakterystyka przejściowa.


  1. Część praktyczna.

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania diod półprzewodnikowych, zakresów pracy i zastosowań poszczególnych diod.

Spis przyrządów:

  1. zasilacz regulowany;

  2. miliamperomierz;

  3. woltomierz;

  4. płytka z badanymi diodami.

  1. Badanie diody detekcyjnej, prostowniczej, stabilizacyjnej, LED (zielonej, pomarańczowej, zielonej) oraz IR spolaryzowanej w kierunku przewodzenia.

  1. Schemat układu pomiarowego:

Rys. 8. Układ pomiarowy w kierunku przewodzenia.

  1. Wyniki pomiarów:

Dioda detekcyjna Dioda prostownicza Dioda stabilizacyjna Dioda LED Dioda IR
Zielona Pomarańczowa
U [V] I [mA] U [V] I [mA] U [V]
0,1 0 0,1 0 0,1
0,15 0,04 0,2 0 0,2
0,2 0,1 0,3 0 0,3
0,22 0,17 0,4 0,01 0,4
0,24 0,25 0,5 0,09 1
0,26 0,33 0,6 2,4 2
0,27 0,42 0,7 9,3 2,5
0,29 0,5 0,72 11,1 2,8
0,31 0,6 0,74 13,6 3,1
0,4 1,2 0,76 16,5 3,3
0,5 2,1 0,78 20,4 3,5
0,6 3 0,8 24,4 3,6
0,7 4 0,82 29,4 3,7
0,8 5,15 3,8
0,9 6,4 3,9
1 7,6 4
1,1 8,9 4,1
1,2 10,3 4,25
1,3 11,8 4,3
1,4 13,3 4,4
1,5 15 4,5
1,7 18,6 4,55
2 24,5 5
2,2 28 5,2
5,4
5,6
5,7
5,8
5,9
6
  1. Doświadczalne charakterystyki prądowo-napięciowe diod spolaryzowanych w kierunku przewodzenia:

Wykres 1. Charakterystyka I=f(U) diody detekcyjnej.

Wykres 2. Charakterystyka I=f(U) diody prostowniczej.

Wykres 3. Charakterystyka I=f(U) diody stabilizacyjnej.

Wykres 4. Charakterystyka I=f(U) diody LED zielonej.

Wykres 5. Charakterystyka I=f(U)) diody LED pomarańczowej.

Wykres 6. Charakterystyka I=f(U) diody LED czerwonej.

Wykres 7. Charakterystyka I=f(U) diody IR.

  1. Napięcia progowe diody:

  1. Detekcyjnej – UT0 det.= 0,4 V

  2. Prostowniczej – UT0 prost. = 0,6 V

  3. Stabilizacyjnej – UT0 stab.= 5,9 V

  4. LED zielonej UT0 LED= 1,8 V

  5. LED pomarańczowej UT0 LED= 1,8 V

  6. LED czerwonej UT0 LED= 1,77 V

  7. IR – UT0 IR= 1 V

  1. Wyznaczenie rezystancji statycznej i dynamicznej diody prostowniczej.

  1. Wybrany punkt charakterystyki:

UF= 0,78 V, IF= 20,4 mA

  1. Rezystancja statyczna:


$$R_{F} = \frac{U_{F}}{I_{F}} = \frac{0,78}{0,0204} = 38,23\mathrm{\Omega}$$

  1. Rezystancja dynamiczna:


$$r_{F} = \frac{\text{ΔU}_{F}}{\Delta I_{F}} = \frac{U_{F2} - U_{F1}}{I_{F2} - I_{F1}} = \frac{0,8 - 0,78}{0,0244 - 0,0204} = \frac{0,02}{0,004} = 5\mathrm{\Omega}$$

  1. Badanie diody stabilizacyjnej w kierunku zaporowym.

  1. Schemat układu pomiarowego:

Rys. 9. Układ pomiarowy w kierunku zaporowym.


  1. Wyniki pomiarów:

Dioda stabilizacyjna
U [V]
2
2,5
3
3,2
3,4
3,6
3,7
3,8
4
4,25
4,5
4,7
4,9
5,2
5,5
5,6
5,7
5,8
5,9
6
6,1
6,2
6,3
  1. Doświadczalne charakterystyki prądowo-napięciowe diod spolaryzowanych w kierunku zaporowym:

Wykres 8. Charakterystyka I=f(U) diody stabilizacyjnej w kierunku zaporowym.

  1. Napięcie stabilizacji diody stabilizacyjnej: UZ stab.= 4,9 V

  2. Wyznaczenie rezystancji statycznej i dynamicznej diody stabilizacyjnej.

  1. Wybrany punkt charakterystyki:

UZ= 6 V, IF= 10,3 mA

  1. Rezystancja statyczna:


$$R_{Z} = \frac{U_{Z}}{I_{Z}} = \frac{6}{0,0103} = 582,52\mathrm{\Omega}$$

  1. Rezystancja dynamiczna:


$$r_{F} = \frac{\text{ΔU}_{Z}}{\Delta I_{Z}} = \frac{U_{Z2} - U_{Z1}}{I_{Z2} - I_{Z1}} = \frac{6,1 - 6}{0,014 - 0,0103} = \frac{0,1}{0,0037} = 27\mathrm{\Omega}$$

  1. Wnioski.

Wykonywane ćwiczenie miało na celu zapoznanie z budową, zastosowaniem i parametrami różnych diod. Ćwiczenie zostało wykonane poprawnie, pomiary i ich wykresy zbliżone są do charakterystyk ideowych. Badane diody mają szerokie zastosowanie w elektronice, dioda prostownicza posiada stromą charakterystykę prądowo-napięciową i jest wykorzystywana w prostownikach i układach ograniczających. Z powodzeniem może być również używana jako zabezpieczenie układów przed podłączeniem napięcia o odwrotnej polaryzacji. Dioda detekcyjna wykorzystywana jest w radiotechnice przy detekcji i demodulacji sygnału w.cz. Diody te, co można zaobserwować na wyznaczonym wykresie, reagują na zmiany napięcia już od ok. 0,1V (standardowe diody krzemowe w stan przewodzenia przechodzą przy napięciu ok. 0,6V). Dużym atutem diod detekcyjnych jest możliwość pracy przy wysokich częstotliwościach. Charakterystyka diody LED wykazała ze prąd zaczyna gwałtownie rosnąc przy napięciu ok. 1,5V, w tym momencie dioda zaczyna świecić, a jasność świecenie zależy od natężenia prądu. Stroma charakterystyka świadczy również o malej rezystancji złącza co w przypadku diod LED stanowi niebezpieczeństwo uszkodzenia w przypadku braku rezystora ograniczającego.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
prawo+gospodarcze wyk b3ad 2+rok+st +dzienne dla+student f3w WPNOBL2C2WZAUCJ4UEX2IKUU6FK3ISP5NTOHTTI
Zawal serca 20 11 2011
20 Rysunkowa dokumentacja techniczna
Prezentacja 20 10
20 2id 21226 ppt
20 H16 POST TRANSFUSION COMPLICATIONS KD 1st part PL
20 Tydzień zwykły, 20 środa
3 Analiza firmy 2015 (Kopia powodująca konflikty (użytkownik Maciek Komputer) 2016 05 20)
Prezentacja 20
plik (20)
20
20 Księga Przypowieści Salomona
01 Top 20 ports
cw 20 Instrukcja
chojnicki 1999 20 problemy GP
20 12id 21221
24 gold & 20's
Podstawy Teorii Okretow Pytania nr 4 (20) id 368475

więcej podobnych podstron