Klasa	Imię i nazwisko	Nr w dzienniku	Zespół Szkół Łączności
3Ti		21	w Krakowie
			Pracownia elektroniczna
Nr ćw.	Temat æwiczenia	Data	Ocena	Podpis
1	Badanie diod prostowniczych	15.II

1. Opisać budowę, własności i zasadę działania diody prostowniczej:

• Charakterystyka prądowo-napięciowa I = f(U) diody,

• Rezystancja statyczna diody

• Rezystancja dynamiczna diody

2. Klasyfikacja diod prostowniczych

• Umiejętność posługiwania się katalogiem i identyfikacji elementów,

• Dane katalogowe badanych diod,

• Porównywanie parametrów,

• Klasyfikacja parametrów elementów półprzewodnikowech.

3. Badanie diod prostowniczych

• Narysować schemat układu pomiarowego,

• Zestawić układ pomiarowy,

• Stosując metode „punkt po punkcie” zdjąć ch-kę prądowo-napięciową diosy w kierunku przewodzenia i zaporowym,

• Wyniki pomiarów zestawic w tabelach,

• Na podsatwie wyników pomiarów wykreśli ch-ki I = f(U) dla kierunku przewodzenia i zaporowego,

• Korzystajac z charakterystyk oblicz rezystancję statyczną I dynamiczną w charakterystycznych zakresach pracy diody (zaznaczyć na wykresie U, I a obliczenia zamieścić w sprawozdaniu).

4. Podać własne wnioski.

5. Podać wykaz użytych przyrządów.

Ad 1.

• Diody prostownicze.

Diody prostownicze są przeznaczone do prostowania napięcia bądź prą­du przemiennego o małej częstotliwości. Prostowanie jest to przetwarzanie prądu przemiennego na prąd jednokierunkowy. .

Diody zaczynają przewodzić (następuje gwałtowny wzrost prądu) dopiero po przekroczeniu pewnej wartości napięcia w kierunku przewodzenia. Dla diod krzemowych wynosi ona ok. 0,7 V, a dla germanowych ok. 0,3 V. Są one głównie stosowane w układach prostowniczych bloków zasilania jak również w powielaczach wysokiego napięcia.

Diody prostownicze mają następujące oznaczenia:

• diody wysokiego napięcia - BAYPSO, BYP3SO;

• diody typowe - BAYP8O, BYP68O, BYBPlO, BYP4Ol, Y401;

• diody mocy - D00-100-10, D3A2-10-12, D20-300-10;

• diody szybkie mocy - DRl2-10-O1, DRS1-80-12;

• stos diodowy - Y350-3K.

Diody prostownicze mają małą rezystancję w kierunku przewodzenia ­rzędu pojedynczych  (nie podaje się w katalogach), co pozwala na uzy­skanie dużych sprawności prostowania.

Parametrami charakteryzującymi diody prostownicze (nie podaje się ich dla diod szybkich mocy oraz dla niektórych diod mocy - np. D51, D61, D66) są:

• napięcie przewodzenia - U_F, przy określonym prądzie przewodzenia;

• prąd wsteczny - I_R, przy określonym napięciu w kierunku zaporowym;

• czas ustalania się prądu wstecznego - t (podaje się tylko dla niektórych diod);

• pojemność - C, przy określonym napięciu przewodzenia (np. dla typowej diody BYP68O - C = 15 pF przy U_F = 100 V).

Parametrami granicznymi (dopuszczalne) są:

• maksymalny prąd przewodzenia - I₀;

• szczytowe napięcie wsteczne - U_RwM;

• parametr przeciążeniowy - I² t, podawany dla diod mocy.

Diody prostownicze wykonuje się główńie z krzemu. Wartość prądu płynące­go przez diodę spolaryzowaną w kierunku przewodzenia jest 10⁶ ÷10⁸ razy większa od wartości prądu w kierunku zaporowym.

Diody prostownicze, ze względu na wydzielaną w nich moc, dzielimy na:

• małej mocy - poniżej 1 W,

• średniej mocy - od 1 do 10 W,

• dużej mocy - powyżej 10 W.

Są również produkowane diody prostownicze o mocy do kilku kilowatów. Diody, przez które płynie prąd o wartości większej niż 10 A mają radiator, który odprowadza wydzielane ciepło do otoczenia. Czasami jest to niewy­starczające i dioda musi być chłodzona wymuszonym opływem powietrza, a nawet specjalną cieczą. Jeżeli chcemy uzyskać większy prąd przewodzenia przy tym samym napięciu, to możemy połączyć kilka diod równolegle. Jeśli dodatkowo chcemy mieć jednakowe prądy płynące przez poszczególne diody, to do każdej z nich dołączamy szeregowo rezystor o niewielkiej wartości. Natomiast jeśli chcemy zwiększyć napięcie wsteczne przy tym samym prą­dzie, to w miejsce jednej diody wstawiamy kilka diod połączonych szeregowo.

• BYP 401-200

Parametry graniczne:

• U_RWM = 200V

• U_RSM = 400V

• I_O = 1A

• I_FSM = 50A przy:

• t_j = 10 °C

• t = 10s.

• t_AMB = -40 .. 100 °C

• t_otg = -55 .. 150 °C

Parametry charakterystyczne:

• U_F = 1,1V przy I_F = 1A

• I_R = 5A przy U_R = 400V

• BYP 671-350

Parametry graniczne:

• U_RWM = 300V

• U_RSM = 350V

• I_O = 5A

• I_FSM = 60A przy:

• t_j = 150 °C

• t = 10ms.

• t_AMB = 85 °C

Parametry charakterystyczne:

• U_F = 1,25V przy I_F = 5A

• I_R = 200A przy t_AMB = 100°C

• D2G-4

Parametry graniczne:

• U_RWM = 200V

• I_FSM = 0,9A przy:

• t_j = 75°C

• t_AMB = 85 °C

Parametry charakterystyczne:

• U_F = 0,5V przy I_F = 0,3A

• I_R = 0,5mA przy U_R = 200V

Ad 3. Schemat pomiarowy.

Ad 5. Wnioski:

W ćwiczeniu tym badaliśmy pięć różnych diód. Znalismy symbole trzech diod, a dwóch nie. Dla diody BYP 401-200 napięcie progowe U wynosi ok. 0,496V prz 0,3mA i z tego można wywnioskować iż jest to dioda krzemowa. Następnie badaliśmy diodę DZG 4 i jej napięcie progowe wynosi U = 0,093V przy 0,3mA. Kolejną była BYP 671-350 I jej napięcie progowe wynosiło 0,394V przy 0,3mA. Powyższe dwie diody prawdopodobnie są diodami germanowymi. Następne dwie badane diody nie miały podanego symbolu. Pierwsza z nich miała napięicie przwodzenia o wartości 0,216V przy 0,3mA i jest to dioda germanowa. Druga ma napięice progowe U = 0,577 przy 0,3mA I jest diodą krzemową.

Ad 6. Wykaz przyrządów:

• multimetr YF3503,

• miernik cyfrowy UT2001,

• model do badania tranzystorów bipolarnych,

• model do badania diod.

Ad 4. Wyniki pomiarów.

Kierunek przewodzenia
Typ:		BYP 401-200	DZG 4	BYP 671-350
Lp	I [mA]	U [V]	U [V]	U [V]	U [V]	U [V]
	0	0	0	0	0	0
	0,3	0,496	0,093	0,394	0,216	0,577
	0,6	0,523	0,127	0,424	0,249	0,619
	0,9	0,541	0,143	0,441	0,271	0,641
	1,2	0,555	0158	0,452	0,287	0,675
	1,5	0,563	0,168	0,461	0,302	0,695
	2	0,580	0,184	0,476	0,322	0,733
	3	0,600	0,205	0,493	0,351	0,794
	5	0,626	0,232	0,518	0,395	0,881
	10	0,661	0,269	0,554	0,463	1,003
	15	0,681	0,291	0,678	0,510	1,069
	20	0,696	0,306	0,595	0,545	1,113
	25	0,707	0,319	0,609	0,575	1,148
	30	0,716	0,329	0,622	0,600	1,176
	35	0,724	0,338	0,633	0,622	1,196

Kierunek zaporowy
Typ:		BYP 401-200	DZG 4	BYP 671-350
Lp	U [V]	I [A]	I [mA]	I [A]	I [A]	I [A]
	0	0	0	0	0	0
	0,2	0,03	0,027	0,01	0,65	0
	0,5	0,04	0,027	0,01	0,74	0
	1	0,06	0,028	0,02	0,83	0
	2	0,08	0,028	0,03	1,01	0
	4	0,11	0,029	0,04	1,39	0
	6	0,13	0,029	0,04	1,83	0,01
	9	0,15	0,030	0,05	2,6	0,01
	12	0,16	0,031	0,06	3,8	0,01
	15	0,17	0,031	0,06	5,6	0,02
	18	0,175	0,032	0,07	8,0	0,02
	21	0,18	0,032	0,08	11,0	0,02
	24	0,18	0,032	0,08	15,9	0,03
	27	0,19	0,033	0,08	22,4	0,03
	30	0,19	0,033	0,09	30,6	0,04

---