Sprawozdanie

Zakład Elektroniki Przemysłowej

Laboratorium Układów Elektronicznych

DIODY

TEMATYKA ĆWICZENIA

Charakterystyki statyczne I(U) różnych rodzajów złącz p n, wpływ temperatury na charakterystykę złącza, właściwości złącza przy sterowaniu przebiegami zmiennymi. Dioda prostownicza, dioda Zenera, szybka dioda impulsowa. Parametry charakterystyczne różnych rodzajów złącz.

OBJAŚNIENIA

W ćwiczeniu badane są trzy rodzaje elementów półprzewodnikowych, zawierających pojedyncze złącze p-n: dioda prostownicza 1A/100V (BY401), dioda Zenera 5,6V średniej mocy (BZ20C5V6) oraz szybka dioda impulsowa BAY95. Wszystkie elementy znajdują się na jednej płytce drukowanej.

W celu zabezpieczenia elementów przed zniszczeniem podczas badania należy ograniczyć maksymalny prąd zasilacza do podanej wartości. Należy poprosić prowadzącego ćwiczenie o poinstruowanie, jak się to robi, zależnie od konstrukcji zasilacza znajdującego się na stanowisku badawczym.

1. CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE ZŁĄCZA P-N

Charakterystyki prądowo napięciowe I(U) złącza zmierzone zostaną na przykładzie dwóch diod: diody prostowniczej BY401 oraz diody Zenera BZ20C5V6.

Charakterystyka przewodzenia złącza diody prostowniczej

IF	[mA]	0	0	0,44	10	100	200	300	400	500
UF	[mV]	0	100	500	650	767	803	823	833	848

rezystancja statyczna (w punkcie I=250[mA])

  = 0, 31 [Ω]

rezystancja dynamiczna

=  0,4 [Ω]

Wnioski:

Wpływ temperatury na charakterystykę przewodzenia.

 =  3.04 °C

współczynnik temperaturowy c ≅ 2,3 mV / 1°C

moc wydzielona w diodzie w warunkach przepływu prądu IF  = 500 mA:

PF  = 0.42 W.

Charakterystyka zaporowa złącza diody prostowniczej

UR	V	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30
Uo	mV	0,18	0,95	0,92	0,93	0,96	0,98	1,06
IR	μA	0	0,095	0,092	0,093	0,096	0,098	0,106

I_R obliczamy ze wzoru:

rezystancje w punkcie UR = 15 V:

a) statyczna

R_stat  = 163043478 [Ω]

b) dynamiczną

R_dyn = [Ω]

Charakterystyka złącza p-n diody Zenera .

Charakterystyki w kierunku przewodzenia i zaporowym:

a) kierunek przewodzenia

UF	V	0	0,679	0,722	0,740	0,751	0,758
IF	mA	0	10	50	100	150	200

b) kierunek zaporowy

UR	V	0	-4,919	-5,382	-5,521	-5,586	-5,627
IR	mA	0	-10	-50	-100	-150	-200

Rezystancja dynamiczna (obie w punktach odpowiadających wartości

prądu |100| mA.)

dla kierunku przewodzenia R_Fdyn =  Ω

dla kierunku zaporowego R_Rdyn =  Ω

maksymalną wartość prądu w kierunku zaporowym, I_Rmax =  mA.

2. PRACA DYNAMICZNA ZŁĄCZA p-n.

.

Wnioski i obsrewacje:

Przebieg sinusoidalny 5kHz BA-95 U=-0,507V	Dioda przepuszcza przez chwilę mała wartość prądu w kierunku zaporowym
Przebieg sinusoidalny 50kHz BA-95 U=-0,499V	Wartośc prądu i czas jego trwania wydłuża się wraz ze wzrostem częstotliwości.
Przebieg sinusoidalny 500kHz BA-95 U=-0,658V	Dioda przestaje pracować jako prostownik
Przebieg sinusoidalny 5kHz BY-401 U=-0,533V	Dioda pracuje idealnie jako prostownik
Przebieg sinusoidalny 50kHz BY-401 U=-0,420V	Dioda pracuje idealnie jako prostownik
Przebieg sinusoidalny 500kHz BY-401 U=-0,205V	Dioda pracuje jako prostownik, ale zniekształca sygnał podany na wejście

Przebieg prostokątny 5kHz BAY-95 U=-0,922V	Dioda nie pracuje jako prostownik, zniekształca sygnał
Przebieg prostokątny 50kHz BAY-95 U=-0,944V Przebieg prostokątny 500kHz BAY-95 U=-1,164V
Przebieg prostokątny 5kHz BY-401 U=-0,898V Przebieg prostokątny 50kHz BY-401 U=-0,682V Przebieg prostokątny 500kHz BY-401 U=-0,284V	Dioda pracuje jako prostownik przy niskiej częstotliwości, wraz ze wzrostem stopniowo zniekształca sygnał, przy dużych częstotliwościach prąd nadal płynie w jednym kierunku, ale zniekształcenie sygnału osiąga znaczny stopień

---