7.12.2010

Marcin Balbusa Paweł Hallmann

Ćwiczenie 8

Pojemność diody ze złączem PN

1. Wyznaczenie charakterystyk C(u) w zakresie zaporowym pomierzonych diod:

   C(u) = 1 / (4π^{2 .} f^{2 .} L) - C_s

   C_s = C2 / (f_r / f₁)² – 1

   C2 = 102 [pF]

   f_r = 457 [kHz]

   f₁ = 281 [kHz]

   C_s = 102 [pF] / (457 [kHz] / 281 [kHz])² – 1 = 62 [pF]

   L = 1 / (4π^{2 .} f_r^{2 .} C_s)

   L = 1 / (4π^{2 .} 457² [kHz] ^. 62 [pF]) = 2 [mH]

   Dioda:

f [Hz]	u [V]	C(u) [pF] - Pomierzone	C(u) [pF] - Obliczone
215000	0	211,99	211,99
277000	2	103,06	103,66
287000	3	91,76	87,71
294000	4	84,53	77,27
300000	5	78,72	69,76
304000	6	75,04	64,03
308000	7	71,51	59,48
312000	8	68,11	55,75
315000	9	65,64	52,63
318000	10	63,24	49,96
320000	11	61,68	47,65
321000	11,4	60,91	46,81

Charakterystyka C(u) diody D01-10-02

Tranzystor bipolarny:

f [Hz]	u [V]	C(u) [pF] - Pomierzone	C(u) [pF] - Obliczone
382000	0	24,79	24,79
398000	1	17,95	18,50
403000	2	15,98	15,88
407000	3	14,46	14,31
408000	3,5	14,08	13,73
409000	4	13,71	13,23
412000	5	12,61	12,41
414000	6	11,89	11,77
414000	6,5	11,89	11,49
402000	6,8	16,37	11,34
724000	6,83	-37,84	11,32
1930000	6,88	-58,60	11,30

Charakterystyka C(u) tranzystora bipolarnego BC211

W tranzystorze bipolarnym przy wyższym napięciu około 7V następuje duży wzrost częstotliwości i tym samym nagły spadek pojemności pomierzonej, ktorą wyliczamy za pomocą wzoru C(u)= 1/(4π²∙f²∙L)-C_s ,co widać na ostatnich dwóch pomiarach gdzie przyjmuje wartość ujemną. Jest to niezgodne z teorią!! Ponieważ pojemność jest równa bądź większa od zera. Wynika to z tego że 1/(4π²∙f²∙L) > C_s

Tranzystor polowy:

f [Hz]	u [V]	C(u) [pF] - Pomierzone
128000	0	773
129000	0,5	761
121000	1	865
200000	1,25	317
209000	1,5	290
137000	1,75	675
135000	2	695
115000	2,5	958
129000	3	761
147000	3,25	586
143000	3,5	619
144000	4	611
143000	4,25	619
162000	4,5	483
147000	4,75	586
149000	5	570
157000	5,25	514
171000	5,5	433
172000	5,75	428
156000	6	520
163000	6,5	477
100000	7	1267
142000	7,5	628
105000	8	1149
120000	8,5	880
91000	9	1529
106000	9,5	1127
139000	10	656
147000	10,5	586
148000	11	578
85000	11,5	1753

Niestety nie udało nam się wykreślić charakterystyki pomierzonej dla elementu IRL530A, ponieważ przeprowadzony pomiar był całkowicie niepoprawny. Wynikło to zapewne z naszej nieuwagi, lecz przyczyna mogła leżeć także w wadliwości bądź uszkodzeniu sprzętu.

1. Wyznaczenie wartości wykładnika potęgowego m dla zmierzonych diod ze wzoru:

   -Dioda

   m = ln(C_j0 / C(u₁)) / ln(1 – (u₁/U_D))

   U_D = 0,7 [V]

   C_j0 = 212 [pF]

   u₁ = -2 [V]

   C(u₁) = 103 [pF]

   m = ln(212 [pF] / 103 [pF]) / ln(1 – (-2 [V] / 0,7 [V])) = 0,53

   -Tranzystor bipolarny

   m = ln(C_j0 / C(u₁)) / ln(1 – (u₁/U_D))

   U_D = 0,7 [V]

   C_j0 = 25 [pF]

   u₁ = -2 [V]

   C(u₁) = 18 [pF]

   m = ln(25 [pF] / 18 [pF]) / ln(1 – (-2 [V] / 0,7 [V])) = 0,32