POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczeń Nr 45
Gabriel Gazda Marek Gryber	Temat: Badanie własności diod półprzewodnikowych.
Wydział Informatyki i Zarządzania Rok 2	Data: 1996-10-17	Ocena:

Układ pomiarowy:

Przedstawiony układ pomiarowy stosowany był do badania diody w kierunku przewodzenia, do badania diody w kierunku zaporowym należy zmienić podłączenie zasilacza (zamienić + z - ).

1.Dioda prostownicza.

a). Kierunek przewodzenia

dioda D1 w kierunku przewodzenia
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	mV	mA	mV	mV	mA	m A
1	400	19,67	2000	4	20	0,12
2	380	17,25	2000	4	20	0,11
3	360	14,93	2000	4	20	0,10
4	340	12,62	2000	4	20	0,09
5	320	10,52	2000	4	20	0,08
6	300	8,51	2000	3,5	20	0,07
7	280	6,80	2000	3,5	20	0,06
8	260	5,27	2000	3,5	20	0,05
9	240	3,98	2000	3,5	20	0,04
10	220	2,96	2000	3,5	20	0,04
11	190	1,773	200	1,2	2	0,011
12	161,7	1,036	200	1,1	2	0,008
13	130	0,529	200	0,9	2	0,005
14	105,1	0,294	200	0,8	2	0,004
15	70,3	0,1113	200	0,6	0,2	0,0008
16	39,7	0,0367	200	0,4	0,2	0,0004

dioda D2 w kierunku przewodzeni
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	mV	mA	mV	mV	mA	mA
1	761	47,3	2000	6	200	0,5
2	755	41,6	2000	6	200	0,5
3	749	36,1	2000	6	200	0,4
4	742	30,7	2000	6	200	0,4
5	733	25,3	2000	6	200	0,35
6	722	19,64	2000	6	20	0,12
7	709	14,31	2000	6	20	0,10
8	688	8,97	2000	5,5	20	0,07
9	650	3,85	2000	5,5	20	0,04
10	610	1,6040	2000	5,5	2	0,011
11	571	0,6740	2000	5	2	0,005
12	503	0,1366	2000	5	0,2	0,0008
13	421	0,0180	2000	4,5	0,2	0,0003
14	286	0,0008	2000	3,5	0,2	0,0003
15	185	0,0001	2000	3	0,2	0,0003

dioda D3 w kierunku przewodzenia
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	mV	mA	mV	mV	mA	m A
1	768	39,2	2000	6	200	0,4
2	746	36	2000	6	200	0,4
3	730	32,3	2000	6	200	0,4
4	700	26,1	2000	5,5	200	0,35
5	665	19,65	2000	5,5	20	0,12
6	641	15,75	2000	5,5	20	0,10
7	601	10,55	2000	5,5	20	0,08
8	570	7,38	2000	5	20	0,06
9	540	5	2000	5	20	0,05
10	520	3,82	2000	5	20	0,04
11	460	1,582	2000	4,5	2	0,010
12	440	1,140	2000	4,5	2	0,008
13	404	0,629	2000	4,5	2	0,006
14	368	0,325	2000	4	2	0,004
15	190,1	0,0097	200	1,2	0,2	0,0003
16	129,8	0,0026	200	0,9	0,2	0,0003
17	90,3	0,001	200	0,7	0,2	0,0003

b). Kierunek zaporowy.

dioda D1 w kierunku zaporowym
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	V	μA	V	V	μA	μ A
1	19,62	19,5	20	0,12	200	0,3
2	18,5	19,2	20	0,12	200	0,3
3	17,49	18,9	20	0,11	200	0,3
4	16,55	18,7	20	0,11	200	0,3
5	15,48	18,4	20	0,10	200	0,3
6	14,52	18,2	20	0,10	200	0,3
7	13,49	18	20	0,09	200	0,3
8	12,55	17,8	20	0,09	200	0,3
9	11,52	17,6	20	0,08	200	0,3
10	10,53	17,4	20	0,075	200	0,3
11	9,52	17,1	20	0,07	200	0,3
12	8,53	16,9	20	0,065	200	0,3
13	7,5	16,7	20	0,06	200	0,3
14	6,55	16,5	20	0,055	200	0,3
15	5,53	16,2	20	0,05	200	0,3
16	4,47	15,9	20	0,045	200	0,3
17	3,53	15,4	20	0,04	200	0,3
18	2,53	15,1	20	0,035	200	0,3
19	1,503	14,6	2	0,010	200	0,3
20	0,502	13,9	2	0,005	200	0,3
21	0,25	13,8	2	0,0035	200	0,3
22	0,0664	12,4	0,2	0,0006	200	0,3
23	0,0315	9,3	0,2	0,00035	200	0,3
24	0,0210	6,1	0,2	0,00035	200	0,3

dioda D3 w kierunku zaporowym
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	V	μA	V	V	μA	μA
1	19,54	112,3	20	0,12	200	0,8
2	18,01	87,1	20	0,12	200	0,65
3	16,55	71,2	20	0,11	200	0,6
4	15,03	57,6	20	0,10	200	0,5
5	13,54	46,6	20	0,09	200	0,45
6	12,02	36,8	20	0,085	200	0,4
7	10,55	28,7	20	0,075	200	0,35
8	9,03	21,8	20	0,07	200	0,35
9	7,55	16	20	0,06	200	0,3
10	6,08	11,2	20	0,055	200	0,3
11	4,54	7,1	20	0,045	200	0,25
12	3,07	4,1	20	0,04	200	0,25
13	1,971	2,2	2	0,012	200	0,25
14	1,023	1	2	0,0075	200	0,25
15	0,514	0,5	2	0,005	200	0,25
16	0,203	0,2	2	0,0035	200	0,25

2.Dioda Zenera.

a).Kierunek przewodzenia.

dioda D1 w kierunku przewodzenia
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	mV	mA	V	mV	mA	m A
1	759	3,61	2	6	20	0,04
2	753	3	2	6	20	0,035
3	739	2	2	6	2	0,012
4	723	1,204	2	6	2	0,0085
5	716	1,002	2	6	2	0,0075
6	708	0,807	2	6	2	0,0065
7	688	0,485	2	5,5	2	0,0045
8	666	0,286	2	5,5	2	0,0035
9	633	0,1484	2	5,5	0,2	0,001
10	606	0,092	2	5,5	0,2	0,0007
11	571	0,0514	2	5	0,2	0,0005
12	519	0,0221	2	5	0,2	0,0004
13	303	0,0008	2	4	0,2	0,0003

dioda D3 w kierunku przewodzenia
Lp	U	I	Zv	dU	Za	dI
	mV	mA	V	mV	mA	mA
1	730	2,47	2	6	20	0,035
2	710	1,254	2	6	2	0,0085
3	700	0,925	2	5,5	2	0,007
4	680	0,501	2	5,5	2	0,0045
5	662	0,288	2	5,5	2	0,0035
6	618	0,1007	2	5,5	0,2	0,00075
7	566	0,0212	2	5	0,2	0,00035
8	476	0,0025	2	4,5	0,2	0,00025
9	385	0,0003	2	4	0,2	0,00025
10	298	0,0001	2	3,5	0,2	0,00025
11	226	0	2	3,5	0,2	0,0002

b).W kierunku zaporowym.

dioda D3 w kierunku zaporowym
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	V	mA	V	V	mA	m A
1	4,68	10,94	20	0,045	20	0,075
2	4,66	10,21	20	0,045	20	0,075
3	4,64	9,58	20	0,045	20	0,07
4	4,62	8,92	20	0,045	20	0,065
5	4,6	8,5	20	0,045	20	0,065
6	4,58	8,01	20	0,045	20	0,065
7	4,56	7,41	20	0,045	20	0,06
8	4,53	6,93	20	0,045	20	0,055
9	4,51	6,48	20	0,045	20	0,055
10	4,49	6,05	20	0,045	20	0,055
11	4,46	5,54	20	0,045	20	0,05
12	4,41	4,82	20	0,045	20	0,045
13	4,36	4,27	20	0,045	20	0,045
14	4,32	3,83	20	0,045	20	0,04
15	4,26	3,22	20	0,045	20	0,04
16	4,18	2,65	20	0,045	20	0,035
17	4,11	2,21	20	0,045	20	0,035
18	4,02	1,751	20	0,045	2	0,011
19	3,91	1,34	20	0,04	2	0,009
20	3,8	1,009	20	0,04	2	0,008
21	3,72	0,816	20	0,04	2	0,0065
22	3,5	0,466	20	0,04	2	0,0045
23	3,25	0,234	20	0,04	2	0,0035
24	3,11	0,1554	20	0,04	0,2	0,0010
25	2,92	0,0881	20	0,035	0,2	0,0007
26	2,8	0,0448	20	0,035	0,2	0,00045
27	2,36	0,0133	20	0,035	0,2	0,0003
28	2,21	0,0075	20	0,035	0,2	0,00025
29	1,415	0,0003	2	0,0095	0,2	0,00025
30	0,636	0,0001	2	0,0055	0,2	0,00025

dioda D1 w kierunku zaporowym
Lp	U	I	Zv	ΔU	Za	ΔI
	V	mA	V	V	mA	mA
1	9,06	11,02	20	0,07	20	0,08
2	9,02	10,08	20	0,07	20	0,075
3	9	9,09	20	0,065	20	0,07
4	8,99	8,18	20	0,065	20	0,065
5	8,98	7,24	20	0,065	20	0,06
6	8,96	6,15	20	0,065	20	0,055
7	8,94	5,07	20	0,065	20	0,05
8	8,92	4,26	20	0,065	20	0,045
9	8,91	3,19	20	0,065	20	0,04
10	8,9	2,25	20	0,065	20	0,035
11	8,87	1,388	20	0,065	2	0,009
12	8,86	0,927	20	0,065	2	0,007
13	8,85	0,43	20	0,065	2	0,0045
14	8,83	0,227	20	0,065	2	0,0035
15	8,82	0,1016	20	0,065	0,2	0,0008
16	8,65	0,0018	20	0,065	0,2	0,0003
17	8,35	0,0011	20	0,065	0,2	0,00025
18	8,01	0,0009	20	0,065	0,2	0,00025
19	7,06	0,0007	20	0,06	0,2	0,00025
20	6,18	0,0006	20	0,055	0,2	0,00025
21	3,4	0,0003	20	0,04	0,2	0,00025
22	2	0,0002	20	0,03	0,2	0,00025
23	0,861	0,0001	2	0,007	0,2	0,00025

Wnioski:

Wzory na błędy:

Pomiarów dokonaliśmy multimetrami cyfrowymi, których błędy pomiaru wyrażają się wzorem

ΔU=0.005⋅U + 2 digit;

ΔI =0.005⋅I + 2 digit;

digit - jednostka pozycji o najmniejszej wadze na wyświetlaczu miernika

W punkcie pierwszym ćwiczenia wyznaczyliśmy charakterystyki I(U) diód prostowniczych. Z otrzymanych charakterystyk w kierunku przewodzenia można odczytać napięcie progowe (napięcie przy którym diody zaczynają przewodzić). Dla diód D2 i D3 wynosi ono około 0,7 V, dla D1 0,3 V. Można przypuszczać, że dioda D1 jest diodą germanową a diody D2 i D3 są diodami krzemowymi. Z charakterystyk diod prostowniczych można odczytać ich właściwości. W kierunku przewodzenia po przekroczeniu napięcia progowego rezystancja diod gwałtownie maleje. Na wykresach przjawia się to dużą stromością wykresów w kierunku przewodzenia. W kierunku zaporowym mimo dużej wartości spadku napięcia prąd płynący przez diody jest mały. Świadczy to o bardzo dużej rezystancji diody w kierunku zaporowym. Charakterystyki diód D1 i D3 w kierunku zaporowym różnią się od siebie. Lepszą diodą jest D1 gdyż jej prąd w kierunku zaporowym jest mniejszy oraz wolniej wzrasta.

W punkcie drugim badaliśmy diody Zenera. Ich charakterystyki w kierunku przewodzenia są podobne do charakterystyk diód prostowniczych. Zatem w kierunku przewodzenia właściwości diod prostowniczych i Zenera są takie same. Natomiast w kierunku zaporowym można zaobserwować tzw. efekt Zenera polegający na tym, że przy określonym napięciu (zwanym napięciem Zenera) dużym wahaniom prądu odpowiadają niewielkie zmiany napięcia. Dla diód D3 Uz ≈ 4,5V D1 Uz ≈ 8,95V.

---