Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych

Ćwiczenie 4: Parametry statyczne diod półprzewodnikowych

dzień 26.04.2012 grupa 2 godzina 8¹⁵ wydział WEEIA

semestr 2 rok akademicki 2011/2012

Skład

Pintara Damian

nr indeksu 171396

Kowalewski Mateusz

nr indeksu 171362

Leśnik Przemysław

nr indeksu 171374

Ocena

____________

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk podstawowych typów diod półprzewodników oraz zapoznanie się z metodami identyfikacji parametrów odpowiadających im modeli statycznych. Modele te stanowią podstawę schematów zastępczych stosowanych przy projektowaniu układów elektronicznych zawierających diody oraz pozwalają na w miarę precyzyjne określenie strat w przyrządzie w stanie przewodzenia i blokowania.

Wykonanie ćwiczenia

Uproszczone schematy układów pomiarowych

Wyboru układu pomiarowego dokonujemy przełącznikiem na płycie czołowej. Rodzaj włożonej do gniazda wtykowego diody wskazuje świecąca dioda elektroluminescencyjna.

Należy pomierzyć charakterystyki prądowo – napięciowe dla kierunku przewodzenia i kierunku wstecznego wszystkich wydanych przez prowadzącego diod. Napięcie zasilające regulujemy potencjometrem zasilacza. Pomiary należy wykonać w największym możliwym zakresie prądu i napięcia. Ograniczeniem jest maksimum napięcia zasilacza lub zakres miernika(po przekroczeniu tego zakresu miernik przestaje wyświetlać wartość mierzoną). Należy zwrócić szczególną uwagę na jednostki wielkości mierzonej(wskazywane są przez diode LED przy każdym mierniku)

Uwaga! Przed przystąpieniem do pomiarów sprawdzić „zachowanie się” badanego elementu w układzie pomiarowym. Tzn. dokonać wszystkich możliwych regulacji i zaobserwować, w jakim zakresie zmieniają się poszczególne wielkości, jak się zmieniają (gwałtownie, wolno). W oparciu o te obserwacje ustalić zakres pomiarów, krok pomiarowy(niekoniecznie stału w całym zakresie pomiarowym). Dopiero wtedy przystąpić do właściwych pomiarów

Dioda Zenera

Dioda I		Dioda I
W kierunku przewodzenia		W kieruneku zaporowym
U [V]	I [mA]
0	0
0,711	0,38
0,756	1,93
0,781	4,46
0,799	7,82
0,806	10,27
0,813	13,04
0,819	15,95
0,823	18

Dioda II		Dioda II
W kierunku przewodzenia		W kieruneku zaporowym
U [V]	I [mA]
0,67	0,32
0,715	1,4
0,736	3,28
0,748	5,32
0,757	7,35
0,763	9,73
0,767	11,47
0,77	13,3
0,773	15,37
0,777	17,95

Dioda krzemowa

W kierunku przewodzenia		W kieruneku zaporowym
U [V]	I [mA]
0	0
0,58	1,8
0,637	7,1
0,678	17,4
0,698	27,9
0,711	37,6
0,721	47,2
0,728	56,9
0,735	68,1
0,741	77,3
0,746	90,3

Diody LED

Dioda LED I
W kieruneku przewodzenia
U [V]
0,24
0,45
1,05
2,19
2,53
2,72
2,85
2,93
2,98
3,03
3,07
3,1
3,13
Dioda LED II
W kieruneku przewodzenia
U [V]
0
1,61
1,68
1,7
1,72
1,74
1,75
1,77
1,78
1,8

Dioda germanowa

W kierunku przewodzenia		W kierunku zaporowym
U [V]	I [mA]
0	0
0,28	0,7
0,332	1,62
0,383	3,44
0,415	5,33
0,439	7,32
0,458	8,3
0,472	11,08
0,485	12,87
0,497	14,71
0,511	17,12

Wnioski

W ćwiczeniu tym wyznaczaliśmy charakterystykę prądowo-napięciową. Dokonaliśmy liniowej aproksymacji charakterystyk statycznych i na tej podstawie określiliśmy napięcie progowe i napięci przebicia, rezystancję w obszarze przewodnia i zaporowym dla różnego typu diod półprzewodnikowych. Każda dioda posiada inne napięcie progowe Up najniższe posiada dioda germanowa potem krzemowa, najwyższe napięcie Up posiadają diody LED. Diody germanowe stosowane są w układach w których wykorzystywane niższe napięcia i potrzebne jest szybsze załączenie diody jednak dioda krzemowa posiada mniejsza rezystancje w kierunku przewodzenia co sprawia ze zużywa mniej mocy w czasie pracy oraz wydziela mniej ciepła. Każdy kolor diody LED posiada inne napięcie progowe które jest równoznaczne z napięciem załączenia diody ( kolor czerwony zaczyna świecić przy niższym napięciu). Napięcie przebicia oraz rezystancję w obszarze zaporowym dało się wyznaczyć jedynie dla diody LED białej i dla diod zenera. Są to najważniejsze parametry dla diod zenera dla zwykłej diody przekroczenie napięcia przebicia może spowodować uszkodzenie diody półprzewodnikowej. Diody zenera cechują się ty, że przekroczenie tego napięcia nie powoduję uszkodzenia diody, dla tego diody te stosuję się przy odwrotnej polaryzacji. W trakcie ćwiczenia badaliśmy dwie diody zenera dla jednej Uz=-2,5V a dla kolejnej Uz=-8,1V mniejsze napięcie przebicia wiązało się jednak z dużo większa rezystancją.