PWSZ w Gnieźnie |
LABORATORIUM: ELEKTROTECHNIKA |
|
Semestr: V
|
4. Badanie diod półprzewodnikowych |
|
Data wykonania ćwiczenia 19.11.2007 |
Data oddania sprawozdania 14.01.2008 |
Ocena i podpis sprawdzającego |
Cel
Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyki diod półprzewodnikowych za pomocą rezystora regulacyjnego RR zmieniłyśmy skokowo napięcia diody UD - napięcie to obserwujemy na woltomierzu.
Teoria
Diody prostownicze
Zadaniem diod prostowniczych jest przetwarzanie prądu przemiennego na prąd jednokierunkowy. Proces przetwarzania prądu przemiennego na prąd jednokierunkowy nazywa się prostowaniem. Na rysunku poniżej przedstawiono zasadę pracy diody półprzewodnikowej. Napięcie przemienne przedstawione na układzie współrzędnych po lewej stronie doprowadzane jest do transformatora T. Po stronie wtórnej transformatora włączono diodę D i odbiornik o rezystancji R. Przebieg napięcia na odbiorniku przedstawia układ współrzędnych po prawej stronie układu
Charakterystyka diody półprzewodnikowej przedstawiona jest na rysunku poniżej.
Dioda Zenera - Dioda Zenera pracuje w układach elektronicznych jako ogranicznik i stabilizator napięcia. W diodach tych wykorzystuje się zjawisko Zenera polegające na dużych zmianach prądu diody przy małych zmianach napięcia diody. Dioda w układach stabilizacyjnych pracuje w kierunku zaporowym. Zakres pracy przedstawiony jest na rysunku powyżej.
Diody Schottky'ego - Diody Schottky'ego są elementem półprzewodnikowym, którego działanie oparte jest na złączu metal-półprzewodnik. Zasadniczą różnicą działania tych diod od standardowych diod prostowniczych jest możliwość wykorzystania ich w układach szybko-przełączających o bardzo dużych częstotliwościach. Charakterystyka diody Schottky'ego zbliżona jest do diody prostowniczej
Fotodioda - wartość prądu przepływającego przez fotodiodę zależy od natężenia promieniowania elektromagnetycznego (światła), padającego na określoną powierzchnię (zjawisko fotoelektryczne). Fotodiody półprzewodnikowe charakteryzują się korzystniejszymi parametrami od fotodiod lampowych; posiadają dużo większą czułość, wyższą trwałość i mniejsze wymiary (wykorzystuje się je m.in. jako komórki fotoelektryczne). Fotodiody stosuje się w automatyce przemysłowej, fotometrii i do odtwarzania zapisu dźwiękowego z taśmy filmowej.
Pomiary
|
Dioda prostownicza 1 |
Dioda prostownicza 2 |
Fotodioda |
Dioda Zenera |
Dioda Schottky'ego |
|||||
Lp. |
V |
mA |
V |
mA |
V |
mA |
V |
mA |
V |
mA |
1 |
0.007 |
0 |
0.030 |
0 |
0.105 |
0 |
0.286 |
0.10 |
0.006 |
0 |
2 |
0.25 |
0.1 |
1.002 |
0.09 |
0.409 |
0 |
0.416 |
0.15 |
0.061 |
0.04 |
3 |
0.35 |
0.13 |
1.189 |
0.13 |
0.430 |
0 |
0.506 |
0.21 |
0.072 |
0.10 |
4 |
0.391 |
0.18 |
1.406 |
0.24 |
0.453 |
0 |
0.533 |
0.23 |
0.078 |
0.12 |
5 |
0.409 |
0.2 |
1.766 |
0.36 |
0.465 |
0 |
0.551 |
0.26 |
0.084 |
0.16 |
6 |
0.434 |
0.26 |
2.125 |
0.42 |
0.475 |
0 |
0.558 |
0.27 |
0.088 |
0.19 |
7 |
0.443 |
0.28 |
2.471 |
0.48 |
0.487 |
0 |
0.568 |
0.29 |
0.092 |
0.24 |
8 |
0.453 |
0.33 |
2.843 |
0.58 |
0.496 |
0 |
0.598 |
0.32 |
0.098 |
0.28 |
9 |
0.47 |
0.34 |
3.153 |
0.64 |
0.502 |
0 |
0.623 |
0.35 |
0.109 |
0.32 |
10 |
0.487 |
0.36 |
3.331 |
0.67 |
0.52 |
0 |
0.624 |
0.35 |
0.122 |
0.36 |
11 |
0.262 |
0.16 |
0.015 |
0.01 |
0.051 |
0 |
0.253 |
0.22 |
0.166 |
0.30 |
12 |
0.428 |
0.21 |
0.064 |
0.14 |
0.128 |
0 |
0.336 |
0.28 |
0.299 |
0.38 |
13 |
0.696 |
0.34 |
0.077 |
0.20 |
1.285 |
0 |
0.452 |
0.34 |
0.373 |
0.46 |
14 |
0.894 |
0.41 |
0.085 |
0.25 |
1.553 |
0 |
0.591 |
0.38 |
0.418 |
0.49 |
15 |
1.043 |
0.48 |
0.095 |
0.27 |
2.091 |
0 |
0.671 |
0.43 |
0.516 |
0.56 |
16 |
1.136 |
0.53 |
0.102 |
0.34 |
2.853 |
0 |
0.776 |
0.47 |
0.612 |
0.67 |
17 |
1.250 |
0.59 |
0.109 |
0.34 |
3.325 |
0 |
0.843 |
0.51 |
0.663 |
0.72 |
18 |
1.427 |
0.66 |
0.115 |
0.39 |
3.696 |
0 |
0.906 |
0.58 |
0.764 |
0.77 |
19 |
1.601 |
0.71 |
0.123 |
0.42 |
3.691 |
0 |
0.998 |
0.62 |
0.821 |
0.83 |
20 |
1.845 |
0.77 |
0.138 |
0.47 |
3.876 |
0 |
1.188 |
0.66 |
0.879 |
0.86 |
|
Wskazania w kierunkach przewodzenia |
|
Wskazania w kierunkach zaporowych |
Wykresy
Wnioski:
Najmniejsze napięcie ma dioda Schottky'ego w kierunku przerodzącym. Natomiast największe napięcie ma fotodioda w kierunku zaporowym. Największe natężenie prądu występuje w diodzie Schottky'ego w kierunku zaporowym a najniższe w 2 diodzie prostowniczej w kierunku przewodzącym. Najmniejsze wartości napięcia i natężenia prądu występują w kierunkach przewodzących, z kolei w kierunkach zaporowych mamy do czynienia z najwyższymi wartościami napięcia i natężenia pradu.