Politechnika Śląska

Wydział: Mechaniczny Technologiczny

Laboratorium elektroniki i techniki mikroprocesorowej

Temat ćwiczenia: Diody półprzewodnikowe

Data przeprowadzenia ćwiczenia: 05.03.1999

Witold Konopka , Adam Grzywna

Rok akademicki: 1998/99, semestr IV

Kierunek: Automatyka i Robotyka

Grupa I ,Sekcja VII

I. Charakterystyka diody w kierunku przewodzenia:

Id	U ak
[ μ A ]	[mV]
1	446
2	471
5	498
10	517
20	535
50	558
100	576
200	593
500	616
[ mA ]	[ mV ]
1	633
2	651
5	673
10	691
20	708
50	731

II. Charakterystyka stabilizatora.

U we [ V ]	U wy(3,3) [ V ]	U wy(7,5) [ V ]
1	0,999	0,999
2	1,99	2
3	2,99	3
4	2,74	4
5	2,82	4,99
6	2,87	5,91
7	2,9	6,42
8	2,93	6,65
9	2,95	6,78
10	2,98	6,87
11	2,99	6,94

III. Pomiar charakterystyki diody Zenera

ID [ mA ]	Uz=3,3 [ V ]	Uz =7,5 [ V ]	Idealna [ V ]
-50000	-3,24	-7,6	-75,6
-20000	-3,12	-7,36	-73,2
-10000	-3,02	-7,18	-71,4
-5000	-2,93	-6,99	-69,6
-2000	-2,8	-6,75	-67,2
-1000	-2,71	-6,57	-65,3
-500	-2,61	-6,38	-63,3
-200	-2,49	-6,13	-60,4
-100	-2,39	-5,94	-57,3
-50	-2,29	-5,74	-48,6
-20	-2,16	-5,45	-20
-10	-2,05	-5,16	-10
-5	-1,92	-4,54	-5
-2	-1,63	-2	-2
0	0	0	0
2	0,337	0,459	0,471
5	0,363	0,486	0,498
10	0,381	0,504	0,517
20	0,399	0,522	0,535
50	0,422	0,546	0,558
100	0,44	0,563	0,576
200	0,459	0,581	0,593
500	0,484	0,605	0,616
1000	0,507	0,624	0,633
2000	0,534	0,645	0,651
5000	0,585	0,677	0,673
10000	0,651	0,711	0,691
20000	0,765	0,76	0,708
50000	1,08	0,88	0,731

IV. Obliczenia

Rezystancja dynamiczna wyraża się wzorem:

Wyznaczamy rezystancję dynamiczną diody Si w wybranym punkcie pracy

( I_D > 1mA). Nasz punkt pracy wynosi I₀ = 5 mA, U_o=0,673mV :

ΔI=5mA; ΔU=0,018 V.

Rezystancja dynamiczna dla tego punktu ( R_D ) wynosi:

R_D=3,6 Ω

Wyznaczamy rezystancję dynamiczną diod Zenera w punktach I_D= -5;5 (ΔI_D=5mA ):

1. Dioda idealna:

• I₀= -5 mA; ΔI_D=5 mA

U₀= - 69,6 V; ΔU=69,6 V

R_D= 13,92 kΩ

• I₀= 5 mA; ΔI_D=5 mA

U₀= 0,673 V; ΔU=0,018 V

R_D= 3,6 kΩ

2. Dioda 1N4728

• I₀= -5 mA; ΔI_D=5 mA

U₀= -1,92 V; ΔU=1,92 V

R_D= 384 Ω

• I₀= 5 mA; ΔI_D=5 mA

U₀= 0,363 V; ΔU=0,018 V

R_D= 3,6 Ω

3. Dioda 1N4737

• I₀= -5 mA; ΔI_D=5 mA

U₀= - 4,54 V; ΔU= 4,54 V

R_D= 908 Ω

• I₀= 5 mA; ΔI_D=5 mA

U₀= 0,486 V; ΔU=0,018V

R_D= 3,6 Ω

V. Układ prostownika jednopołówkowego:

1. Pojemność kondensatora 0 μF:

b) Pojemność kondensatora 10 μF:

c) Pojemność kondensatora 100 μF:

VI . Wnioski

1. Diody są nieliniowymi elementami półprzewodnikowymi, które w zależności od kierunku spolaryzowania przewodzą lub nie przewodzą prądu elektrycznego.

2. Diody są szeroko stosowane w elektronice:

- prostowniki jednopołówkowe i dwupołówkowe,

• podwajacze napięcia,

• stabilizatory napięcia (dioda Zenera),

• kondensatory sterowane napięciem (dioda pojemnościwa).

3. Jak wynika z wykresów pojemność kondensatora podłączonego równolegle w obwodzie prostownika jednopołówkowego wygładza prostowany przebieg. Im większa pojemność kondensatora tym gładszy przebieg.

4. Dioda Zenera dzięki stosunkowo niskiemu napięciu przebicia U_z w kierunku zaporowym posiada dobre właściwości stabilizujące napięcie.

Schemat układu pomiarowego:

Schemat układu pomiarowego:

Schemat układu pomiarowego:

B

A