ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI W TRANSPORCIEPOLITECHNIKA WARSZAWSKAWYDZIAŁ TRANSPORTU Zakład Telekomunikacji w Transporcie |
---|
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI |
(Temat ćwiczenia)
Dioda
SKŁAD ZESPOŁU:1. Piotr Bergiel 2. Mariusz Banasik |
GRUPALTS |
SEMESTR IV |
---|
Data wykonania ćwiczenia04.03.2010 |
Data oddania sprawozdania 11.03.2010 |
---|
I. Dane do wykresów charakterystyk diod krzemowej i germanowej
Wyniki pomiarów diody krzemowej D1 w kierunku przewodzenia:
IF(int) | [mA] | 0,00 | 1,00 | 5,00 | 10,00 | 30,00 | 50,00 | 80,00 | 120,00 | 150,00 | 200,00 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IF | [mA] | 0,00 | 0,85 | 5,01 | 11,87 | 33,60 | 48,60 | 78,30 | 117,30 | 152,10 | 201,20 |
UF | V | 0,00 | 0,60 | 0,67 | 0,70 | 0,74 | 0,76 | 0,78 | 0,80 | 0,81 | 0,83 |
R=UF/ IF | Ω | 0,00 | 703,53 | 132,93 | 58,97 | 22,08 | 15,60 | 9,95 | 6,79 | 5,33 | 4,10 |
Wyniki pomiarów diody germanowej D2 w kierunku przewodzenia
IF(int) | [mA] | 0,00 | 1,00 | 2,00 | 3,00 | 4,00 | 5,00 | 10,00 | 12,50 | 17,50 | 20,00 | 22,50 | 25,00 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IF | [mA] | 0,00 | 1,06 | 1,83 | 2,89 | 4,01 | 5,14 | 10,04 | 11,91 | 17,41 | 20,44 | 22,49 | 25,42 |
UF | V | 0,00 | 0,14 | 0,17 | 0,19 | 0,21 | 0,22 | 0,26 | 0,27 | 0,29 | 0,30 | 0,31 | 0,31 |
R=UF/ IF | Ω | 0,00 | 130,57 | 91,09 | 65,57 | 52,04 | 43,29 | 25,56 | 22,69 | 16,67 | 14,66 | 13,57 | 12,27 |
Dane do wykresów charakterystyk diod Zenera
Wyniki pomiarów diody Zenera D3 w kierunku zaporowym
Uzas | [V] | 0,00 | 2,00 | 2,20 | 2,40 | 2,60 | 2,80 | 3,00 | 3,20 | 3,40 | 3,60 | 3,80 | 4,00 | 4,20 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Uz | [V] | 0,00 | 1,99 | 2,20 | 2,41 | 2,60 | 2,80 | 3,02 | 3,21 | 3,41 | 3,67 | 3,79 | 4,06 | 4,10 |
Iz | [mA] | 0,00 | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,05 | 0,09 | 0,15 | 0,27 | 0,38 | 0,83 | 0,89 |
4,40 | 4,60 | 4,80 | 5,00 | 6,00 | 7,00 | 8,00 | 10,00 | 11,00 | 13,00 | 15,00 | 18,00 | 20,00 | 25,00 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4,28 | 4,41 | 4,52 | 4,63 | 4,95 | 5,11 | 5,20 | 5,29 | 5,32 | 5,35 | 5,38 | 5,41 | 5,43 | 5,46 |
1,49 | 2,02 | 2,75 | 3,56 | 10,15 | 17,61 | 26,57 | 45,00 | 54,60 | 73,00 | 91,80 | 121,40 | 139,50 | 188,20 |
Wyniki pomiarów diody Zenera D4 w kierunku zaporowym
Uzas | [V] | 0,00 | 7,00 | 7,20 | 7,40 | 7,60 | 7,80 | 8,00 | 8,20 | 8,40 | 8,60 | 8,80 | 9,00 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Uz | [V] | 0,00 | 7,01 | 7,27 | 7,40 | 7,61 | 7,81 | 7,97 | 8,01 | 8,06 | 8,07 | 8,07 | 8,08 |
Iz | [mA] | 0,00 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 1,59 | 1,89 | 3,20 | 5,39 | 6,93 | 9,77 |
9,50 | 10,00 | 15,00 | 17,00 | 18,00 | 20,00 |
---|---|---|---|---|---|
8,08 | 8,09 | 8,12 | 8,14 | 8,16 | 8,18 |
15,00 | 17,95 | 66,50 | 86,00 | 93,80 | 112,40 |
Na wykresie obliczono rezystancję dynamiczną, która jest definiowana jako nachylenie charakterystyki statycznej diody w punkcie pracy. Obliczenia dokonano dla IR = 60 [mA] ± 15 [mA]
Następnie obliczono współczynnik stabilizacji diody Zenera, który jest definiowany jako stosunek względnych zmian prądu płynącego przez diodę do wywołanych przez nie względnych zmian spadku napięcia.
gdzie: Rdyn – rezystancja dynamiczna; Rst - rezystancja statyczna
Wnioski
Wykres charakterystyk diod krzemowej i germanowej pozwala określić, że dla diody germanowej i krzemowej do osiągnięcia wartości napięcia progowego prąd wzrasta powoli. Dopiero po przekroczeniu wartości napiecia progowego , które dla diody krzemowek wynosi 0,6 V a dla diody germanowej 0,2 V. Dioda germanowa ma niższe napięcie progowe niż dioda krzemowa. Doświadczenie potwierdza fakt, iż charakterystyka diody germanowej w kierunku przewodzenia jest bardziej zbliżona do diody idealnej. Obie charakterystyki są bardzo do siebie podobne, lecz przesunięte względem siebie.
Podobna sytuacja występuje w porównaniu diody Zenera D3 i D4. Dioda D3 ma niższe napięcie progowe niż dioda D4. W obu przypadkach następuje gwałtowny wzrost prądu przy polaryzacji w kierunku zaporowym. W diodzie D3 zachodzi zjawisko przebicia Zenera , ponieważ prąd gwałtownie wzrasta przy napięciu wynoszącym ok. 5 V. W diodzie D4 następuje zjawisko przebicia lawinowego, gdyż napięcie polaryzacji, dla którego następuje gwałtowny przyrost prądu w tym przypadku oscyluje w granicach 8V. Mniejszy współczynnik stabilizacji dla diody D3, świadczy o tym, że jest lepszym stabilizatorem od diody D4.