Wydział Budownictwa	Rober Zając	29.04.2015r.
Ćwiczenie nr. 11	Badanie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych

1. Część teoretyczna:

Dioda jest elementem nieliniowym, który spełnia funkcję zaworu. Dioda przepuszcza prąd płynący tylko w jednym kierunku: od anody do katody (kierunku przewodzenia), praktycznie nie przepuszcza prądu płynącego w drugim kierunku (kierunku zaporowym). Można przyjąć, że w kierunku przewodzenia dioda stanowi zwarcie a w kierunku zaporowym rozwarcie. W zależności od konstrukcji i materiału, z którego jest wykonana wyróżnia się diody o różnych charakterystykach i przeznaczeniu. Do najpopularniejszych należą diody prostownicze i diody świecące (LED). Krzemowe diody prostownicze w praktyce zaczynają przewodzić od napięcia 0.7V. Na diodach LED polaryzowanych w kierunku przewodzenia odkłada się napięcie (zależne od emitowanego koloru: od podczerwieni do nadfioletu) od 1.4 do 3V. Diody wielobarwne uzyskuje się poprzez wykonanie różnych diod w jednej strukturze półprzewodnikowej. Diody Zenera w kierunku przewodzenia zachowują się jak zwykłe diody. Polaryzowane w kierunku zaporowym aż do przebicia Zenera, w którym prąd wsteczny gwałtownie rośnie, mogą spełniać funkcję źródeł napięcia odniesienia np. w układach stabilizacyjnych.

SCHEMAT UKŁADU DO ZDEJMOWANIA CHARAKTERYSTYK DIODY:

SCHEMAT UKŁADU DO ZDEJMOWANIA CHARAKTERYSTYK DIODY:

II OBLICZENIA:

Obliczenie niepewności pomiarowej napięcia i natężenia mierników laboratoryjnych. Przyjęto u(U) i u(I) = 5%.

u(U)=U· 0,05

u(I)=I· 0,05

Dioda IR

Kierunek przewodzenia		Błąd pomiarowy (5%)
U [V]	I [mA]	u (U) [V]	u (I) [mA]
0,000	0,00	0,000	0,00
0,499	0,007	0,025	0,00
0,751	0,008	0,0376	0,00
1,001	0,252	0,050	0,0126
1,050	0,737	0,0525	0,0368
1,100	2,189	0,055	0,109
1,120	3,320	0,056	0,166
1,130	4,237	0,0565	0,212
1,150	6,263	0,0575	0,313
1,170	9,060	0,0585	0,453
1,190	12,835	0,0595	0,642
1,200	14,977	0,06	0,749
1,220	19,873	0,061	0,994
1,240	25,80	0,062	1,29
1,250	29,12	0,0625	1,456

Dioda R

Kierunek przewodzenia		Błąd pomiarowy (5%)
U [V]	I [mA]	u (U) [V]	u (I) [mA]
0,000	0,008	0,00	0,00
0,700	0,007	0,025	0,00
1,000	0,008	0,05	0,00
1,250	0,008	0,0625	0,00
1,500	0,008	0,075	0,00
1,550	0,009	0,0775	0,00
1,598	0,016	0,0799	0,0008
1,651	0,059	0,0825	0,0029
1,700	0,209	0,085	0,0104
1,750	0,654	0,0875	0,0327
1,800	1,638	0,090	0,0819
1,850	3,307	0,0925	0,1654
1,899	5,562	0,0949	0,2781
1,950	8,337	0,0975	0,4168

Dioda G

Kierunek przewodzenia		Błąd pomiarowy (5%)
U [V]	I [mA]	u (U) [V]	u (I) [mA]
0,000	0,007	0,00	0,00
1,000	0,007	0,05	0,00
1,600	0,007	0,08	0,00
1,800	0,007	0,09	0,00
2,000	0,007	0,1	0,00
2,200	0,007	0,11	0,00
2,400	0,007	0,12	0,00
2,601	0,023	0,130	0,0012
2,800	0,339	0,140	0,017
2,901	1,007	0,145	0,050
3,000	2,259	0,150	0,113
3,050	3,135	0,152	0,157
3,100	4,194	0,155	0,210
3,200	6,770	0,160	0,339
3,250	8,334	0,162	0,417
3,300	10,033	0,165	0,502

Dioda B

Kierunek przewodzenia		Błąd pomiarowy (5%)
U [V]	I [mA]	u (U) [V]	u (I) [mA]
0,000	0,000	0,000	0,000
1,500	0,007	0,075	0,000
2,000	0,008	0,1	0,000
2,200	0,015	0,075	0,001
2,399	0,056	0,11	0,003
2,498	0,115	0,12	0,006
2,600	0,259	0,125	0,013
2,650	0,400	0,13	0,020
2,701	0,665	0,1325	0,033
2,800	1,814	0,135	0,091
2,850	2,911	0,1375	0,145
2,900	4,453	0,14	0,223
2,950	6,372	0,145	0,319
3,000	8,658	0,1475	0,433
3,050	11,362	0,15	0,568
3,100	14,477	0,1525	0,724

Dioda UV

Kierunek przewodzenia		Błąd pomiarowy (5%)
U [V]	I [mA]	u (U) [V]	u (I) [mA]
0,000	0,00	0,0000	0,00000
1,500	9,052	0,075	0,4526
2,000	14,805	0,1	0,740
2,500	20,550	0,125	1,028
2,700	22,940	0,135	1,147
3,000	26,580	0,14	1,329
3,200	29,010	0,16	1,450
3,300	30,240	0,165	1,512
3,400	31,470	0,17	1,574
3,500	32,690	0,175	1,634
3,600	33,930	0,18	1,696
3,700	35,150	0,185	1,758
3,800	36,370	0,19	1,818
3,900	37,600	0,195	1,880
4,000	38,820	0,2	1,941
4,100	40,030	0,205	2,002

Na wykresach przedstawiono charakterystyki prądowo-napięciowe I=f(U) w kierunku przewodzenia prądu.

Wnioski:

Z wykresów charakterystyk I=f(U) zostały oszacowane wartości napięć progowych U_b diod :

Dla diody IR:

U_b=1,092 V;

Dla diody R:

U_b=1,762 V;

Dla diody G:

U_b=2,920 V;

Dla diody B:

U_b=2,800 V;

Dla diody UV:

U_b=0,820 V;

---