Politechnika Lubelska	Laboratorium Podstaw Elektroniki
w Lublinie	Ćwiczenie: 4
Jurek Piotr Kidaj Andrzej Kwiatek Krzysztof	Semestr: IV	Grupa: ED 4.1	Rok akademicki: 1997/98
Stabilizacja napięcia.		Data wykonania: 18.03.1998.	Ocena:

Wyznaczanie charakterystyki statycznej (napięciowo-prądowej) diody Zenera.

Typ diody: BZP 620 D5V6

U_Z=5,6V

I_Z=100mA

P_max=1W

U1 [V]	U2 [V]	I [mA]
11,5	6,78	100
11	6,76	90
10,5	6,76	80
10	6,68	70
9,5	6,66	60
9	6,6	50
8,5	6,56	40
5	6,5	30
7,5	6,43	20
5	6,26	10

Wyznaczanie charakterystyki stabilizacji:

R2=227 W					R2=149 W					R2= 86 W
U1	U2	I1	I2	I3	U1	U2	I1	I2	I3	U1	U2	I1	I2	I3
V	V	mA	mA	mA	V	V	mA	mA	mA	V	V	mA	mA	mA
12,9	6,81	140	100	30	13,5	6,93	155	100	46	14	6,82	168	80	79
12,4	6,79	127	90	30	13	6,88	145	90	46	13,5	6,79	159	70	79
12	6,84	118	80	30	12,6	6,83	135	80	45	13	6,73	145	60	78
11,6	6,81	108	70	30	12	6,78	121	70	45	12,5	6,73	131	50	78
11	6,75	95	60	30	11,6	6,73	110	60	45	12	6,62	121	40	78
10,6	6,69	84	50	30	11	6,67	98	50	45	11,4	6,55	110	30	76
10	6,63	73	40	30	10,6	6,62	89	40	45	10,8	6,42	95	20	75
9,4	6,53	60	30	30	10	6,54	78	30	45	10	6,22	81	10	71
8,8	6,43	50	20	30	9,4	6,42	63	20	43
8,2	6,26	40	10	30	8,7	6,24	51	10	41

Wyznaczanie charakterystyki obciążenia:

Pomiar przeprowadzaliśmy w tym samym układzie pomiarowym, co poprzednio.

U1=13V				U1=10V
U2	I1	I2	I3	U2	I1	I2	I3
V	mA	mA	mA	V	mA	mA	mA
6,92	141	100	32	6,63	72	42	29
6,90	141	99	39	6,62	72	41	30
6,89	141	94	40	6,60	72	40	32
6,88	141	90	45	6,59	72	38	34
6,86	141	88	49	6,58	72	36	38
6,84	141	82	55	6,57	73	33	40
6,82	141	79	60	6,54	73	31	42
6,80	144	72	65	6,50	76	28	48
6,76	144	65	75	6,42	79	20	59
6,68	147	50	92	6,40	78	18	60
6,61	149	40	105	6,27	81	11	70
6,56	150	31	115	6,07	88	8	80
				5,72	96	5	91

Badanie stabilizatora prądu stałego:

Badaliśmy stabilizator typu: MA 7805

I0=0 mA					I0=50 mA					I0=100 mA
ΔUwe	Uwe	ΔUwy	Uwy	Su	ΔUwe	Uwe	ΔUwy	Uwy	Su		ΔUwe	Uwe	ΔUwy	Uwy	Su
V	V	V	V	-	V	V	V	V	-		V	V	V	V	-
12	3	4,9	0,10	12,5	12	3	4,95	0,05	25		12	3	4,94	0,06	20,4
11	4	3,26	1,74	0,68	11	4	3,55	1,45	0,89		11	4	3,48	1,52	0,83
10	5	1,16	3,84	0,15	10	5	1,74	3,26	0,27		10	5	1,71	3,29	0,26
9	6	0,18	4,82	0,02	9	6	0,77	4,23	0,12		9	6	0,73	4,27	0,11
8	7	-0,09	5,09	-0,01	8	7	-0,08	5,08	-0,01		8	7	-0,08	5,08	-0,01
7	8	-0,09	5,09	-0,02	7	8	-0,08	5,08	-0,02		7	8	-0,08	5,08	-0,02
6	9	-0,09	5,09	-0,03	6	9	-0,08	5,08	-0,02		6	9	-0,08	5,08	-0,02
5	10	-0,09	5,09	-0,04	5	10	-0,08	5,08	-0,03		5	10	-0,08	5,08	-0,03
4	11	-0,09	5,09	-0,05	4	11	-0,08	5,08	-0,04		4	11	-0,08	5,08	-0,04
3	12	-0,09	5,09	-0,07	3	12	-0,08	5,08	-0,06		3	12	-0,08	5,08	-0,06
2	13	-0,09	5,09	-0,11	2	13	-0,08	5,08	-0,10		2	13	-0,08	5,08	-0,10
1	14	-0,09	5,09	-0,24	1	14	-0,08	5,08	-0,22		1	14	-0,08	5,08	-0,22
0	15	-0,09	5,09		0	15	-0,08	5,08			0	15	-0,08	5,08

Współczynnik skuteczności stabilizacji obliczyliśmy ze wzoru:

Charakterystyka zewnętrzna zasilacza ze stabilizatorem i bez stabilizatora:

Pomiarów dokonywaliśmy w układzie jak poprzednio. Regulowana była rezystancja obciążenia, co powodowało zmianę prądu obciążenia. Przy drugim pomiarze zwarte były końcówki wejścia i wyjścia stabilizatora.

I0	Uwy	ΔUwy
mA	V	V
25	5,02	-0,02
40	5,01	-0,01
60	5,01	-0,01
80	5	0
100	5	0
120	4,99	0,01
140	4,99	0,01
160	4,98	0,02
200	4,97	0,03
250	4,96	0,04

I0	Uwy	ΔUwy
mA	V	V
50	10,6	-0,06
70	10,5	-0,05
100	10,4	-0,04
150	10,3	-0,03
200	10,1	-0,01
250	10	0

Wnioski.

Stabilizacyjne działanie diody Zenera polega na tym że duża zmiana prądu obciążającego diodę powoduje małą zmianę napięcia, co widać na charakterystyce. Stabilizacja jest tym lepsza im bardziej stroma jest ta charakterystyka. W tym układzie istotny wpływ na jakość stabilizacji ma wielkość obciążenia. Im większe obciążenie, tym charakterystyka diody jest bardziej stroma. Stabilizator ten nie może być więc stosowany dla zmieniających się obciążeń.

Z charakterystyki obciążenia wynika, że im większe napięcie zasilające, tym mniejszy wpływ na napięcie wyjściowe ma zmiana rezystancji obciążenia. Przy pomiarach tych dla dużych prądów nie było spełnione równanie I₁=I₂+I₃. Było to zapewne spowodowane błędami odczytu, oraz tym, że niewielkie prądy płynęły przez woltomierze, które przecież mają skończona rezystancję.

Badany przez nas stabilizator elektroniczny typu MA 7805 wykazywał lepsze właściwości stabilizacyjne niż dioda Zenera. Stabilizator ten badaliśmy przy pomocy woltomierza cyfrowego, dzięki któremu można było odczytać bezpośrednio uchyb napięcia wyjściowego ΔU_wy jednocześnie określając jego znak. Na wykresie można zauważyć, że od pewnej wartości napięcia wejściowego (około 7V) charakterystyka jest stała (i nie zależy od prądu I₀), czego przy diodzie Zenera nie dało się zaobserwować.

---