Politechnika Radomska Wydział Transportu |
LABORATORIUM ELEKTRONIKI
|
Data: r. |
|||
Imię i Nazwisko:
|
Grupa:
|
Zespół: |
Rok akademicki
|
||
Nr ćwiczenia: 1 |
Temat: Diody
|
Ocena i podpis: |
I. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości różnych diod półprzewodnikowych. Główną uwagę zwrócono na diody najczęściej stosowane : prostownicze i stabilizujące.
II.Wykaz przyrządów:
pulpit z diodami , zasilacz , woltomierz elektroniczny , amperomierz.
III.Program ćwiczenia.
1.Przed przystąpieniem do ćwiczenia należało wynotować z katalogu wartości parametrów granicznych diod półprzewodnikowych badanych w dalszej części ćwiczenia.
2.W układzie pomiarowym pokazanym na rysunku dokonać pomiaru charakterystyk statycznych I(U) diod , pamiętając o tym , aby nie przekroczyć wartości określonych w punkcie 1.
Układ pomiarowy do badania charakterystyk statycznych diod półprzewodniko-wych. A ; B - punkty dołączenia woltomierza do różnych kierunków polaryzacji.
a).Dioda DZG - 4 (germanowa):
Kierunek przewodzenia:
U (mV) |
434 |
432,2 |
415,7 |
407,3 |
395,5 |
383,4 |
370,7 |
350,4 |
328 |
292 |
250 |
I (mA) |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
5 |
Charakterystyka diody DZG - 4 kierunek przewodzenia
Kierunek zaporowy:
U (V) |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
I (mA) |
20 |
17 |
15 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
5 |
Charakterystyka diody DZG - 4 kierunek zaporowy
b).Dioda DK - 60 (krzemowa):
Kierunek przewodzenia: Charakterystyka U f (I).
U (mV) |
I (mA) |
799,8 |
100 |
790,6 |
90 |
783,7 |
80 |
775 |
70 |
766,8 |
60 |
757,8 |
50 |
746,9 |
40 |
734,5 |
30 |
710,7 |
20 |
679,3 |
10 |
628,1 |
5 |
Kierunek zaporowy: Charakterystyka U f (I).
U (V) |
I (nA) |
100 |
42 |
90 |
32 |
80 |
25 |
70 |
22 |
60 |
18 |
50 |
15 |
40 |
14 |
30 |
12 |
20 |
8 |
10 |
5 |
c).Dioda BYP - 680 (Zenera):
Kierunek przewodzenia: Charakterystyka U f (I)
(mV) |
I (mA) |
776,8 |
100 |
771,9 |
90 |
767,5 |
80 |
763,5 |
70 |
757,9 |
60 |
752 |
50 |
743,3 |
40 |
733,1 |
30 |
712,3 |
20 |
696,6 |
10 |
651,1 |
5 |
Kierunek zaporowy: Charakterystyka U f (I).
U [V] |
I [mA] |
9 |
88,9 |
8,89 |
85 |
8,79 |
76 |
8,69 |
52 |
8,6 |
34 |
8,5 |
20 |
8,4 |
3,9 |
8,3 |
0,78 |
8,2 |
0,4 |
8,1 |
0,07 |
3.Zależność rezystancji statycznej RST od napięcia polaryzującego UR (kierunek zaporowy).
U [V] |
RST [kΩ] (Ge) |
RST [kΩ] (Si) |
10 |
2 |
2000000 |
20 |
2,5 |
2500000 |
30 |
3,33(3) |
2500000 |
40 |
4 |
2857143 |
50 |
4,545 |
3333333 |
60 |
5 |
3333333 |
70 |
5,385 |
3183183 |
80 |
5,33(3) |
3200000 |
90 |
5,294 |
2812500 |
100 |
5 |
2380952 |
Charakterystyka RST f(UR).
Si
Ge
4.Zależność rezystancji statycznej RST od prądu przewodzenia IF (kierunek przewodzenia).
I [A] |
RST [Ω] (Ge) |
RST [Ω] (Si) |
0,005 |
50,12 |
125,62 |
0,01 |
29,2 |
67,93 |
0,02 |
16,4 |
35,535 |
0,03 |
11,68 |
24,483 |
0,04 |
9,2675 |
18,6725 |
0,05 |
7,668 |
15,156 |
0,06 |
6,5917 |
12,78 |
0,07 |
5,8186 |
11,0714 |
0,08 |
5,1963 |
9,79625 |
0,09 |
4,7022 |
8,78444 |
0,1 |
4,34 |
7,998 |
Charakterystyka RST f(IR).
Si
Ge
5.Zależność rezystancji dynamicznej Rd od napięcia polaryzującego UR (kierunek zaporowy).
UR [V] |
Rd [kΩ] (Ge) |
Rd [kΩ] (Si) |
0 |
0 |
0 |
10 |
2 |
2000000 |
20 |
3,333333 |
3333333,333 |
30 |
10 |
2000000 |
40 |
10 |
5000000 |
50 |
10 |
10000000 |
60 |
10 |
3333333,333 |
70 |
10 |
2500000 |
80 |
5 |
3333333,333 |
90 |
5 |
1428571,429 |
100 |
3,333333 |
1000000 |
Charakterystyka Rd f(UR).
Si
Ge
6.Zależność rezystancji dynamicznej Rd od prądu przewodzenia IF (kierunek przewodzenia).
If [V] |
Rd [Ω] (Ge) |
Rd [Ω] (Si) |
0 |
0 |
0 |
0,005 |
50 |
125,62 |
0,01 |
8,4 |
10,3 |
0,02 |
3,6 |
3,14 |
0,03 |
2,24 |
2,38 |
0,04 |
2,03 |
1,24 |
0,05 |
1,27 |
1,09 |
0,06 |
1,21 |
0,9 |
0,07 |
1,18 |
0,82 |
0,08 |
0,84 |
1,37 |
0,09 |
1,65 |
0,69 |
0,1 |
0,18 |
0,92 |
Si
Ge
Charakterystyka Rd f(If).
Przykładowe obliczenia.
Ad.3.
Obliczenie rezystancji statycznej RST :
Dla diody germanowej DZG - 4:
Dla diody krzemowej DK - 60 :
Ad.5.
Obliczenie rezystancji dynamicznej Rd :
Dla diody germanowej DZG - 4 :
Dla diody krzemowej DK - 60 :
WNIOSKI I SPOSTRZEŻENIA :
Z charakterystyk statycznych wynika, że spadek napięcia na diodzie germanowej wynosi 0,2 - 0,3 V, a na diodzie krzemowej 0,6 - 0,7 V.
Prąd płynący przez diodę germanową w kierunku zaporowym jest rzędu mA , a w przypadku diody krzemowej rzędu nA.
Dioda Zenera w kierunku przewodzenia zachowuje się jak zwykła dioda krzemowa , zaś w kierunku zaporowym jak wynika z charakterystyki przy Uz≈const. następuje przyrost prądu (stabilizacja napięcia).
Rezystancja statyczna RST diody krzemowej w kierunku zaporowym jak i przewodzenia jest większa od rezystancji statycznej RST diody germanowej.
Rezystancja dynamiczna Rd diody krzemowej w kierunku zaporowym jak i przewodzenia jest większa od rezystancji dynamicznej Rd diody germanowej.
Ewentualne różnice pomiędzy wartościami rzeczywistymi a wynikami pomiarów mogą być spowodowane błędem paralaksy, klasą dokładności mierników, błędami pośrednimi (indukcyjność i rezystancja przewodów i łączy).