Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Szymona Szymonowica w Zamościu Elektronika i elektrotechnika |
|
---|---|
Mechanika i Budowa Maszyn | Rok akademicki: 2013/2014 |
Temat: Wyznaczanie charakterystyk napięciowo-prądowych podstawowych przyrządów półprzewodnikowych znajdujących zastosowanie w elektroenergetyce: diody stabilizacyjnej i diody prostowniczej. |
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania i właściwościami różnych rodzajów diod półprzewodnikowych oraz wyznaczenie ich charakterystyk prądowo-napięciowych.
Wprowadzenie teoretyczne
Dioda Zenera - odmiana 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 V) podstawową rolę odgrywa zjawisko Zenera, w zakresie od 5 do 7 V zjawisko Zenera i przebicie lawinowe, a powyżej 7 V - 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).
Diody prostownicze- 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.
Schematy połączeń
Rys.1 Układ do badania diody prostowniczej w kierunku przewodzenia.
Rys.2 Układ do badania diody prostowniczej w kierunku zaporowym.
Rys.3 Układ do badania diody Zenera w kierunku przewodzenia.
Rys.4 Układ do badania diody Zenera w kierunku zaporowym.
Wyniki pomiaru
Tablica 1A | Dioda prostownicza- kierunek przewodzenia |
---|---|
IF [mA] | 0,47 |
UF [V] | 0,568 |
Tablica 1B | Dioda prostownicza- kierunek zaporowy |
IR [mA] | 0,00 |
UR [V] | -0,977 |
Tablica 2A | Dioda stabilizacyjna- kierunek przewodzenia |
IF [mA] | 0,38 |
UF [V] | 0,666 |
Tablica 2B | Dioda stabilizacyjna- kierunek zaporowy |
IR [mA] | 0,00 |
UR [V] | -1,035 |
Wnioski
W niniejszym doświadczeniu badaliśmy charakterystyki poszczególnych diod, wykreślając je na podstawie natężenia oraz napięcia prądu, które przepływają przez nie. Utworzenie wykresów było czasochłonne i przysparzało wiele problemów. Wykresy są bardzo zbliżone do poprawnych, widać na nich tendencje diod do hamowania przepływu ładunków oraz efekt tzw. Zenera. Przy badaniu diody prostowniczej w kierunku zaporowym wartość prądu wynosiła 0. Więc doświadczenie uważamy za udane.
Wykresy charakterystyk