Data: 21 kwietnia 2013 r.	Temat: Badanie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych	Nr. ćwiczenia: 11
Kierunek: informatyka	Imię i nazwisko: Kamil Derkacz

1. Wprowadzenie.

a) Diody prostownicze są to diody wykorzystywane do pracy w układach prostowniczych, w zasilaczach różnych urządzeń elektronicznych. Wyróżnia się diody ogólnego przeznaczenia, głównie stosowane do prostowania prądu przemiennego o częstotliwości 50Hz do 400Hz ,czasami kilku kHz.

Oznaczenie i kierunek przewodzenia:

b) Własności i parametry diod półprzewodnikowych.

W diodach możemy wyróżnić parametry:

- statyczne:

• napięcie przewodzenia UF przy określonym IF

• prąd wsteczny IR przy określonym UR

- dynamiczne:

• pojemność diody przy określonej częstotliwości i określonym napięciu wstecznym

• sprawność detekcji

Wyróżnia się następujące dopuszczalne parametry graniczne:

• maksymalny stały prąd przewodzenia I_Fmax

• maksymalny szczytowy prąd przewodzenia I_FMmax

• maksymalne stałe napięcie wsteczne U_Rmax

• maksymalne szczytowe napięcie wsteczne U_RMmax

W stanie przewodzenia (rys. a) na diodzie występuje nieznaczny spadek napięcia rzędu (0,6 - 0,7)V. W stanie zaporowym (rys. b) przez diodę przepływa nieznaczny prąd wsteczny, silnie zależny od temperatury złącza. Napięcie występujące na diodzie w stanie zaporowym nazywa się napięciem wstecznym UR.

Po przekroczeniu pewnej wartości maksymalnej napięcia wstecznego URSM prąd wsteczny szybko wzrasta, co może spowodować uszkodzenie diody.

Rys.1 Charakterystyka prądowo – napięciowa diody prostowniczej.

I_F , U_F - prąd i napięcie w kierunku przewodzenia

I_R, U_R - prąd i napięcie w kierunku wstecznym (zaporowym)

U_Rwm - szczytowe wsteczne napięcie pracy

U_RRM - szczytowe napięcie wsteczne

U_RSM - niepowtarzalne szczytowe napięcie wsteczne

1. Tabela pomiarów

Tabela przedstawia charakterystykę prądowo-napięciową tylko w kierunku przewodzenia.

IR	R	G	B	UV
U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]
0,000	0,00	0,000	0,00	0,000
0,500	0,02	0,500	0,02	1,000
0,750	0,02	1,000	0,02	1,600
1,000	0,33	1,250	0,02	1,800
1,050	0,90	1,500	0,02	2,000
1,100	2,65	1,550	0,02	2,200
1,125	3,46	1,600	0,03	2,400
1,150	5,67	1,650	0,07	2,600
1,175	8,97	1,700	0,27	2,800
1,200	13,73	1,750	0,84	2,900
1,225	19,90	1,800	2,02	3,000
1,250	27,78	1,850	4,00	3,050
		1,900	6,56	3,100
		1,950	9,30	3,150
				3,200
				3,250
				3,300

1. Rachunek i dyskusja niepewności pomiarowych

Dla używanych mierników cyfrowych (amperomierza i woltomierza) maksymalny błąd pomiaru wynosi odpowiednio:

Błąd pomiaru napięcia:

U(U) = 0,05 * U

Błąd pomiaru prądu:

U(I) = 0,05 * I

a) Przykładowe obliczenia

U(U) = 0,05 * 1,050 = 0,05250 V

U(U) = 0,05 * 1,225 = 0,06125 V

U(I) = 0,05 * 0,02 = 0,00100 V

U(I) = 0,05 * 19,90 = 0,99500 V

b) Tabela niepewności pomiarowych

IR	R	G	B	UV
U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]
0,00000	0,00000	0,00000	0,00000	0,00000
0,02500	0,00100	0,02500	0,00100	0,05000
0,03750	0,00100	0,05000	0,00100	0,08000
0,05000	0,01650	0,06250	0,00100	0,09000
0,05250	0,04500	0,07500	0,00100	0,10000
0,05500	0,13250	0,07750	0,00100	0,11000
0,05625	0,17300	0,08000	0,00150	0,12000
0,05750	0,28350	0,08250	0,00350	0,13000
0,05875	0,44850	0,08500	0,01350	0,14000
0,06000	0,68650	0,08750	0,04200	0,14500
0,06125	0,99500	0,09000	0,10100	0,15000
0,06250	1,38900	0,09250	0,20000	0,15250
		0,09500	0,17800	0,15500
		0,09750	0,46500	0,15750
				0,16000
				0,16250
				0,16500

Błąd pomiaru napięć progowych:

U(U_b) = 0,05 * U_b

1. Przykładowe obliczenia:

U(U_b) = 0,05 * 1,158 = 0,058 V

1. Tabela niepewności pomiarowych

Wartości napięć progowych poszczególnych diod odczytano z wykresów (miejsce przecięcia się stycznej do wykresu z osią OX określa napięcie progowe diody).

Dioda	Ub [V]	U(Ub) [V]
IR	1,158	0,058
R	1,785	0,090
G	3,000	0,150
B	2,855	0,143
UV	3,125	0,157

1. Wykresy

Poniższe wykresy przedstawiają zależność pomiędzy napięciem a natężeniem w poszczególnych diodach w kierunku przewodzenia:

1. Wnioski

Cel ćwiczenia został zrealizowany. Diody luminescencyjne muszą być zasilane ściśle określonym napięciem lub o bardzo wąskim zakresie. Doświadczenie polegało na wielokrotnym pomiarze natężenia w zależności od napięcia i sporządzeniu charakterystyki prądowo-napięciowej. Wykresy są zbliżone do tych podawanych przez inne źródła oraz dość dokładnie sporządzone ze względu na dużą ilość pomiarów. Niewielkie błędy wynikają z dużej dokładności mierników. Niewielkie skoki napięcia powodują dość znaczny wzrost natężenia. Z wykresów można odczytać zakresy stabilizujące działania diod.