Temat: Badanie diody półprzewodnikowej.
Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem diody półprzewodnikowej
oraz wyznaczenie jej charakterystyki napięciowo-prądowej.
Część teoretyczna:
Idealna dioda oddziałuje na prąd elektryczny jak zawór. Przepuszcza prąd w kierunku
przewodzącym z anody do katody podczas gdy w kierunku blokującym z katody do anody
prąd blokuje. Kierunek przepuszczania prądu na symbolu diody (ilustracja nr 2) jest
rozpoznawany po kierunku strzałki.
symbol diody
Rzeczywista dioda różni się nieznacznie swoimi parametrami od diody idealnej. Nie spełnia
ona idealnie właściwości przepuszczania i blokowania. Właściwości te są rozpoznawane w
charakterystyce diody.
charakterystyka prądowo napięciowa diody krzemowej i germanowej
Diody charakteryzują właściwości:
�� Kierunek przewodzenia  diody posiadają niskie napięcie przepuszczające ok. 0,7 V
przy diodach krzemowych i 0,3 V przy diodach germanowych. Ponadto diody
posiadają rezystancję przepuszczania, która rozpoznawana jest po nachyleniu
charakterystyki diody. Diody posiadają także wielkości graniczne, które nie mogą być
przekraczane. W kierunku przepuszczania należy szczególnie przestrzegać
granicznego natężenia prądu.
�� Właściwości blokujące  diody posiadają tylko jedną, skończoną odporność na
napięcie, która może być bardzo różna w zależności od typu. W kierunku blokowania
należy więc szczególnie przestrzegać dopuszczalnego napięcia blokowania.
Rozpoczęcie części praktycznej:
Badanie diody półprzewodnikowej:
Dane do badania:
1. karta pomiarowa nr SO4203-7A,
2. zasilacz prądu stałego (DC) z kompletem przewodów,
3. woltomierz,
4. amperomierz,
5. oscyloskop dwukanałowy z kompletem przewodów.
I. Wykaz działań:
1. sprawdzenie stanowiska pod kątem przepisów BHP i PPOŻ;
2. zapoznanie się z dokumentacją techniczną używanych urządzeń, w szczególności
parametrów zasilania oraz sposobów bezpiecznego użytkowania;
3. zaprojektowanie schematów układów pomiarowych;
4. sporządzenie tabel pomiarowych;
5. połączenie układów pomiarowych;
6. dokonanie niezbędnych pomiarów;
7. zapisanie wyników pomiarów do tabel;
8. wykreślenie charakterystyk;
9. obliczenie parametrów obliczalnych lub odczytanie parametrów wykreślnych z
charakterystyk;
10. wyciągnięcie wniosków;
11. zapisanie wniosków.
Schematy układów do badania:
II. Schematy układów pomiarowych:
schemat pomiarowy nr I
schemat pomiarowy nr II
schemat pomiarowy nr III
schemat pomiarowy nr IV
schemat pomiarowy nr V
III. rozpoczęcie pomiarów:
1. wyznaczenie charakterystyki prądowo napięciowej diody półprzewodnikowej:
a) zmontowanie pierwszego schematu pomiarowego;
b) ustawienie parametrów przyrządów i uruchomienie przyrządów:
- zasilacz prądu stałego: Zakres: 10 V, amplituda: początkowo 0V;
- woltomierz: 10V DC;
- amperomierz: 20mA.
c) ustawienie napięcia na generatorze na wartość podaną w tabeli pomiarowej;
d) odczyt napięcia z woltomierza;
e) wpisanie wartości do tabeli;
f) odczyt natężenia prądu z amperomierza;
g) wpisanie wartości do tabeli;
i) narysowanie charakterystyki na podstawie tabel.
Napięcie wejściowe [V] Spadek napięcia na diodzie[V] Prąd płynący przez diodę [mA]
0,10 0,11 0
0,20 0,2 0
0,30 0,3 0,001
0,40 0,4 0,01
0,50 0,47 0,078
0,60 0,52 0,196
0,70 0,55 0,332
0,80 0,58 0,493
0,90 0,6 0,662
1,00 0,61 0,837
2,00 0,76 2,462
3,00 0,87 4,2
4,00 0,99 6,1
5,00 1,1 8,1
6,00 1,2 10
8,00 1,28 14
10,00 1,32 18.30
charakterystyka prądowo-napięciowa diody półprzewodnikowej
2. działanie diody jako zawór
a)zmontowanie drugiego schematu pomiarowego
b)ustawienie parametrów przyrządów i uruchomienie przyrządów:
- zasilacz prądu stałego: Zakres: 10 V, amplituda: 10V;
- woltomierz A: 20V DC;
- woltomierz B: 10V DC.
c)zmierzenie napięcia na woltomierzu B i zapisanie wyniku;
d)zmiana napięcia zasilania na -10V
e)zmierzenie napięcia na woltomierzu B i zapisanie wyniku;
Napięcie wejściowe [V] Napięcie wyjściowe [V]
10 9,6
-10 0,2
3. prostowanie napięcia za pomocą diody
a)zmontowanie trzeciego schematu pomiarowego
b)ustawienie parametrów przyrządów i uruchomienie przyrządów
- generator funkcyjny: amplituda: 100% przy 1:1; częstotliwość 50Hz, sinusoida
- oscyloskop: tryb X/T, 5ms/dz., wyzwalanie B, kanał A: 5V/dz. DC, kanał B:
5V DC.
c)wykonanie pomiarów oscyloskopem;
d)zapisanie przebiegu wskazanego przez oscyloskop;
przebieg napięć w trzecim układzie pomiarowym
4. badanie układu ogranicznika:
a) zmontowanie czwartego schematu pomiarowego;
b) ustawienie parametrów przyrządów i uruchomienie przyrządów:
- zasilacz prądu stałego: Zakres: 10 V, amplituda: początkowo 0V;
- woltomierz A: 20V DC;
- woltomierz B: 10V DC.
c) ustawienie napięcia zgodnie z wartością podaną w tabeli;
d) wykonanie pomiarów;
e) wpisanie wyników do tabeli;
f) narysowanie charakterystyki.
Napięcie wejściowe [V] Napięcie wyjściowe [V]
0,0 0
1,0 0,9
2,0 1,9
3,0 2,9
4,0 3,9
5,0 4,9
6,0 5,4
7,0 5,5
8,0 5,5
9,0 5,5
10,0 5,6
5. przebieg napięcia wyjściowego ogranicznika:
a) zmontowanie czwartego schematu pomiarowego;
b) ustawienie parametrów przyrządów i uruchomienie przyrządów;
c) wykonanie pomiarów oscyloskopem;
d) zapisanie przebiegu napięcia;
e) powtórzenie czynności dla piątego schematu pomiarowego.
przebiegi sygnałów w układzie z czwartego schematu pomiarowego
przebiegi sygnałów w układzie z piątego schematu pomiarowego
IV. Zebranie wniosków:
Wykonane ćwiczenia pokazują główne cechy charakteryzujące diodę. Podczas wyznaczania
charakterystyki prądowo-napięciowej diody można było zaobserwować występowanie
napięcia stabilizacji diody (dla badanej diody wynosiło ono ok. 0,7V). Ćwiczenie pt.
 działanie diody jako zawór pokazało własności zaporowe diody(nieprzewodzenie w
kierunku zaporowym). Zaprezentowane zostały również układy wykorzystujące diodę 
ogranicznik i prostownik. Wykorzystanie występowania napięcia Zenera(napięcia powyżej,
którego dioda przewodzi w kierunku zaporowym) w układzie ogranicznika powoduje
ograniczenie amplitudy sygnału wejściowego na wyjściu.
Wykonał: Filip  Widelec Maryjański