E6

Wyznaczanie charakterystyk diod i tranzystorów.

CEL:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki prądowo- napięciowej złącza diodowego pn w kierunku przewodzenia oraz wyznaczenie charakterystyki prądowo- napięciowej złączy npn tranzystora bipolarnego.

CHARAKTERYSTYTYKI PRĄDOWO- NAPIECIOWE DLA DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Obliczanie natężenia prądu I­_d­ płynącego przez diodę dla poszczególnych napięć U­_z:

U_R=U_Z-U_D

R=1000Ω

[A]

DIODA 1

Kierunek przewodzenia

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UD [V] ∆ UD = 0,01V	UR [V]	ID [A] ∆ID=1,41*10^-5A	log ID
0,10	0,08	0,02	0,00002	-4,699
0,20	0,14	0,06	0,00006	-4,222
0,30	0,18	0,12	0,00012	-3,921
0,40	0,21	0,19	0,00019	-3,722
0,50	0,23	0,27	0,00027	-3,569
0,60	0,25	0,35	0,00035	-3,456
0,70	0,27	0,43	0,00043	-3,367
0,80	0,28	0,52	0,00052	-3,284
0,90	0,3	0,6	0,00060	-3,222
1,00	0,31	0,69	0,00069	-3,162
1,20	0,33	0,87	0,00087	-3,060
1,40	0,36	1,04	0,00104	-2,983
1,60	0,38	1,22	0,00122	-2,914
1,80	0,4	1,4	0,00140	-2,854
2,00	0,42	1,58	0,00158	-2,801
2,50	0,46	2,04	0,00204	-2,690
3,00	0,5	2,5	0,00250	-2,602
3,50	0,54	2,96	0,00296	-2,529
4,00	0,57	3,43	0,00343	-2,465
4,50	0,61	3,89	0,00389	-2,410
5,00	0,64	4,36	0,00436	-2,361
5,50	0,67	4,83	0,00483	-2,316
6,00	0,7	5,3	0,00530	-2,276
6,50	0,73	5,77	0,00577	-2,239
7,00	0,76	6,24	0,00624	-2,205
7,50	0,79	6,71	0,00671	-2,174
8,00	0,82	7,18	0,00718	-2,144
8,50	0,84	7,66	0,00766	-2,116
9,00	0,87	8,13	0,00813	-2,090
9,50	0,9	8,6	0,00860	-2,066
10,00	0,93	9,07	0,00907	-2,042

Kierunek zaporowy:

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UD [V] ∆ UD = 0,01V	UR [V]	ID [A] ∆ID=1,41*10^-5A
UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	0,08	0,02	0,00002
0,10	0,18	0,02	0,00002
0,20	0,28	0,02	0,00002
0,30	0,39	0,01	0,00001
0,40	0,49	0,01	0,00001
0,50	0,58	0,02	0,00002
0,60	0,68	0,02	0,00002
0,70	0,79	0,01	0,00001
0,80	0,88	0,02	0,00002
0,90	0,98	0,02	0,00002
1,00	1,18	0,02	0,00002
1,20	1,38	0,02	0,00002
1,40	1,58	0,02	0,00002
1,60	1,78	0,02	0,00002
1,80	1,98	0,02	0,00002
2,00	2,48	0,02	0,00002
2,50	2,98	0,02	0,00002
3,00	3,48	0,02	0,00002
3,50	3,98	0,02	0,00002
4,00	4,48	0,02	0,00002
4,50	4,98	0,02	0,00002
5,00	5,48	0,02	0,00002
5,50	5,98	0,02	0,00002
6,00	6,48	0,02	0,00002
6,50	6,98	0,02	0,00002
7,00	7,48	0,02	0,00002
7,50	7,98	0,02	0,00002
8,00	8,48	0,02	0,00002
8,50	8,98	0,02	0,00002
9,00	9,48	0,02	0,00002
9,50	9,98	0,02	0,00002

DIODA 2

Kierunek przewodzenia

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UD [V] ∆ UD = 0,01V	UR [V]	ID [A] ∆ID=1,41*10^-5A	log ID
0,10	0,08	0,02	0,00002	-4,699
0,20	0,18	0,02	0,00002	-4,699
0,30	0,28	0,02	0,00002	-4,699
0,40	0,35	0,05	0,00005	-4,301
0,50	0,4	0,1	0,00010	-4,000
0,60	0,43	0,17	0,00017	-3,770
0,70	0,45	0,25	0,00025	-3,602
0,80	0,47	0,33	0,00033	-3,481
0,90	0,48	0,42	0,00042	-3,377
1,00	0,49	0,51	0,00051	-3,292
1,20	0,51	0,69	0,00069	-3,161
1,40	0,52	0,88	0,00088	-3,056
1,60	0,53	1,07	0,00107	-2,971
1,80	0,54	1,26	0,00126	-2,900
2,00	0,54	1,46	0,00146	-2,836
2,50	0,56	1,94	0,00194	-2,712
3,00	0,57	2,43	0,00243	-2,614
3,50	0,59	2,91	0,00291	-2,536
4,00	0,59	3,41	0,00341	-2,467
4,50	0,6	3,9	0,00390	-2,409
5,00	0,61	4,39	0,00439	-2,358
5,50	0,62	4,88	0,00488	-2,312
6,00	0,62	5,38	0,00538	-2,269
6,50	0,63	5,87	0,00587	-2,231
7,00	0,63	6,37	0,00637	-2,196
7,50	0,63	6,87	0,00687	-2,163
8,00	0,64	7,36	0,00736	-2,133
8,50	0,64	7,86	0,00786	-2,105
9,00	0,64	8,36	0,00836	-2,078
9,50	0,65	8,85	0,00885	-2,053
10,00	0,65	9,35	0,00935	-2,029

Kierunek zaporowy:

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UD [V] ∆ UD = 0,01V	UR [V]	ID [A] ∆ID=1,41*10^-5A
0,10	0,09	0,01	0,00001
1,00	0,98	0,02	0,00002
2,00	1,98	0,02	0,00002
3,00	2,98	0,02	0,00002
4,00	3,98	0,02	0,00002
5,00	4,98	0,02	0,00002
6,00	5,98	0,02	0,00002
7,00	6,98	0,02	0,00002
8,00	7,98	0,02	0,00002
9,00	8,98	0,02	0,00002
10,00	9,98	0,02	0,00002

CHARAKTERYSTYTYKI PRĄDOWO- NAPIECIOWE TRANZYSTORÓW

Obliczanie natężenia prądu I_c płynącego przez kolektor przy różnych napięciach zasilania U_Z:

U_R=U_Z-U_D

R=300Ω

I_B=0,01mA

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UC [V] ∆ UC = 0,01V	UR [V]	IC [A] ∆IC=4,71*10^-5A
1,00	0,17	0,83	0,00277
2,00	0,26	1,74	0,00580
3,00	0,56	2,44	0,00813
4,00	1,67	2,33	0,00777
5,00	2,55	2,45	0,00817
6,00	3,42	2,58	0,00860
7,00	4,29	2,71	0,00903
8,00	5,41	2,59	0,00863
9,00	6,24	2,76	0,00920
10,00	7,26	2,74	0,00913
11,00	8,13	2,87	0,00957
12,00	8,96	3,04	0,01013
13,00	9,95	3,05	0,01017
14,00	10,81	3,19	0,01063
15,00	11,89	3,11	0,01037

I_B=0,02mA

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UC [V] ∆ UC = 0,01V	UR [V]	IC [A] ∆IC=4,71*10^-5A
1,00	0,14	0,86	0,00287
2,00	0,22	1,78	0,00593
3,00	0,29	2,71	0,00903
4,00	0,36	3,64	0,01213
5,00	0,45	4,55	0,01517
6,00	0,57	5,43	0,01810
7,00	1,22	5,78	0,01927
8,00	2,00	6,00	0,02000
9,00	2,76	6,24	0,02080
10,00	3,73	6,27	0,02090
11,00	4,19	6,81	0,02270
12,00	5,11	6,89	0,02297
13,00	5,59	7,41	0,02470
14,00	6,53	7,47	0,02490
15,00	7,16	7,84	0,02613

I_B=0,03mA

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UC [V] ∆ UC = 0,01V	UR [V]	IC [A] ∆IC=4,71*10^-5A
1,00	0,13	0,87	0,00290
2,00	0,20	1,80	0,00600
3,00	0,27	2,73	0,00910
4,00	0,34	3,66	0,01220
5,00	0,40	4,60	0,01533
6,00	0,47	5,53	0,01843
7,00	0,55	6,45	0,02150
8,00	0,61	7,39	0,02463
9,00	0,70	8,30	0,02767
10,00	0,81	9,19	0,03063
11,00	1,27	9,73	0,03243
12,00	1,96	10,04	0,03347
13,00	2,74	10,26	0,03420
14,00	3,22	10,78	0,03593
15,00	3,88	11,12	0,03707

I_B=0,04mA

UZ [V] ∆ UZ = 0,01V	UC [V] ∆ UC = 0,01V	UR [V] ∆ UR = 0,01V	IC [A] ∆IC=4,71*10^-5A
1,00	0,12	0,88	0,00293
2,00	0,20	1,80	0,00600
3,00	0,26	2,74	0,00913
4,00	0,32	3,68	0,01267
5,00	0,38	4,62	0,01540
6,00	0,44	5,56	0,01853
7,00	0,51	6,49	0,02163
8,00	0,58	7,42	0,02473
9,00	0,65	8,35	0,02783
10,00	0,72	9,28	0,03093
11,00	0,80	10,20	0,03400
12,00	0,88	11,12	0,03707
13,00	0,98	12,02	0,04007
14,00	1,10	12,90	0,04300
15,00	1,48	13,52	0,04507

Przy napięciu 1,48 V między kolektorem a emiterem odczytujemy z wykresu wartości natężeń prądów kolektora dla różnych natężeń prądów bazy:

IB [A]	IC [A]
0,0001	0,0079
0,0002	0,0196
0,0003	0,0329
0,0004	0,0451

A=124,90±2,07

B=0,00485±0,00057

Współczynniki wzmocnienia prądowego, β jest równy współczynnikowi nachylenia prostej, A wyliczonemu metodą regresji liniowej i wynosi:

β=A=124,90±2,07

WNIOSKI:

• W trakcie robienia opisu zauważyliśmy, że wartości zmierzone przez nas dla natężenia bazy I_B =0,05mA są takie same jak dla natężenia I_B =0,04mA. Musieliśmy popełnić błąd, licząc dwa razy wartości dla tego samego natężenia bazy, w związku z tym w obliczeniach pominęliśmy wyniki dla I_B=0,05mA.

• Gdy dioda podłączona jest w kierunku zaporowym, natężenie przepływającego przez nią prądu jest niewielkie i niezależne od przyłożonego napięcia, co świadczy o dużym oporze przez nią stawianym. Natomiast opór diody podłączonej w kierunku przewodzenia opór maleje ze wzrostem napięcia. Oznacza to, że prawo Ohma dla badanych przez nas diod nie jest spełnione.

• W Praktyce takie zjawisko wykorzystywane jest do zamiany prądu przemiennego na prąd stały (dioda prostownicza).

• Z charakterystyki prądowo-napięciowej tranzystora npn możemy wywnioskować następującą zależność: im większe jest natężenie prądu płynącego przez bazę tym większe będzie natężenie prądu płynącego przez kolektor tranzystora.

---