1. Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych diod Zenera.

1. Schemat pomiarowy:

2. Wyniki pomiarów:

UZ = 8,2 V					UZ = 5,3 V
UF [V]	IF [mA]	UR [V]	IR[mA]		UF [V]	IF [mA]	UR [V]	IR[mA]
0	0	0	0		0	0	0	0
0,6	0,01	-8,11	0		0,55	0	-3,84	0
0,7	0,6	-8,15	-0,01		0,61	0,02	-4	-0,02
0,74	2,23	-8,18	-1,2		0,73	1	-4,68	-0,1
0,77	6,2	-8,2	-2,4		0,75	2	-4,9	-0,2
0,79	10,1	-8,25	-6,41		0,77	4,15	-5,14	-0,4
0,8	14,7	-8,3	-10,7		0,78	6,2	-5,3	-0,8
0,81	21,5	-8,37	-14,1		0,79	8	-5,45	-1,75
0,82	31,2	-8,4	-19,2		0,8	11	-5,51	-2,85
0,83	43	-8,46	-25,5		0,81	14,5	-5,59	-7,2
0,84	58,9	-8,52	-30		0,82	22,5	-5,61	-10,8
0,85	82,3	-8,59	-36,1		0,83	28,4	-5,64	-21,1
0,86	115	-8,63	-39,7		0,84	37	-5,68	-40,9
0,87	155,5	Przekroczenie wartości maksymalnych			0,85	50	-5,78	-100

3. Wykresy

Dioda Zenera o U_Z = 8,2 V




Dioda Zenera o U_Z = 5,3 V




2. Opracowanie stabilizatora parametrycznego z diodą Zenera.

1. Założenia:




U_WE: 15…20 V I_ODB: 0…30 mA U_WY: ~ 9 V I_{Z MIN}: 0,1 I_{Z MAX}

2. Obliczenia:

Do konstrukcji zasilacza użyto diody Zenera o następujących parametrach:




Maksymalny prąd jaki może popłynąć przez diodę:




Minimalny prąd diody, który zapewnia jej prawidłowy punkt pracy (przesunięty na ostro opadającą cześć charakterystyki) wynosi:




Maksymalny prąd popłynie przez diodę gdy prąd odbiornika będzie zerowy a napięcie na wejściu będzie maksymalne. Tak więc minimalna rezystancja R_DZ zapewnia zabezpieczenie diody przed uszkodzeniem:




Natomiast maksymalna rezystancja R_DZ musi pozwolić na zapewnienie maksymalnego prądu dla odbiornika przy najbardziej niesprzyjających warunkach, tzn. gdy napięcie na wejściu będzie najmniejsze a większość prąd I będzie płynąć przez diodę:




Do konstrukcji zasilacza użyliśmy opornika 74,3 Ω

3. Pomiar charakterystyki przejściowej i wyjściowej skonstruowanego układu.

1. Schemat pomiarowy:




2. Wyniki pomiarów charakterystyki przejściowej:

Iśr = 15 mA
Uwe [V]	6,7	7,4	10	11,7	13,1	14,5	16,4	17,2	18,5	20
Uwy[V]	6,03	6,8	8,58	8,64	8,72	8,78	8,75	8,8	8,87	8,95
Imax = 28,3 mA
Uwe [V]	10,1	11	11,9	14	15	16	17,1	18	19	20
Uwy [V]	8,57	8,6	8,63	8,72	8,76	8,8	8,86	8,91	8,97	9,02




3. Wyniki pomiarów charakterystyki wyjściowej:

Uwe min = 15V
RODB [kΩ]	10	5	2,5	1,25	1	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,31
Uwy [V]	8,86	8,86	8,86	8,85	8,85	8,84	8,84	8,83	8,82	8,81	8,77
Iwy [mA]	0,886	1,772	3,544	7,08	8,85	11,05	12,62	14,71	17,64	22,025	28,29
Uwe max=20V
RODB [kΩ]	10	5	2,5	1,25	1	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,31
Uwy [V]	9,06	9,08	9,1	9,09	9,09	9,09	9,09	9,08	9,07	9,06	9,03
Iwy [mA]	0,906	1,816	3,64	7,272	9,09	11,36	12,98	15,13	18,14	22,65	29,12




4. Obliczenia wybranych parametrów skonstruowanego układu, wnioski.

1. Obliczenie współczynnika stabilizacji:

Współczynnik stabilizacji wyliczamy ze wzoru:




Iśr = 15 mA
UWE [V]	6,7	7,4	10	11,7	13,1	14,5	16,4	17,2	18,5	20
UWY[V]	6,03	6,8	8,58	8,64	8,72	8,78	8,75	8,8	8,87	8,95
SU		1,10	0,68	0,04	0,06	0,04	-0,02	0,06	0,05	0,05
Imax = 28,3 mA
UWE [V]	10,1	11	11,9	14	15	16	17,1	18	19	20
UWY [V]	8,57	8,6	8,63	8,72	8,76	8,8	8,86	8,91	8,97	9,02
SU		0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,05	0,06	0,06	0,05

2. Obliczanie rezystancji wyjściowej:

Rezystancję wyjściową układu obliczamy ze wzoru:




Uwe min = 15V
UWY [mA]	8,86	8,86	8,86	8,85	8,85	8,84	8,84	8,83	8,82	8,81	8,77
IWY [mA]	0,886	1,772	3,544	7,08	8,85	11,05	12,62	14,71	17,64	22,025	28,29
RWY [Ω]		0,000	0,000	-2,828	0,000	-4,545	0,000	-4,785	-3,413	-2,281	-6,385
Uwe max=20V
UWY	9,06	9,08	9,1	9,09	9,09	9,09	9,09	9,08	9,07	9,06	9,03
IWY	0,906	1,816	3,64	7,272	9,09	11,36	12,98	15,13	18,14	22,65	29,12
RWY [Ω]		21,978	10,965	-2,753	0,000	0,000	0,000	-4,651	-3,322	-2,217	-4,637

3. Wnioski i spostrzeżenia:

Zaprojektowany i wykonany układ cechuje się dość dobrymi parametrami. Należy zauważyć bardzo dobrą charakterystykę wyjściową układu, która ukazuje zachowanie napięcia wyjściowego na stałym poziomie pomimo szerokich zmian wartości obciążenia.

Trochę gorzej prezentuje się charakterystyka przejściowa układu, ponieważ układ nie znosi najlepiej zmian napięcia wejściowego, jednak wyniki jak najbardziej mieszczą się w normie. Odchylenia napięcia na wyjściu przy zachowaniu określonego napięcia wejściowego nie przekraczają 4%.

1

---