Politechnika Częstochowska
Kierunek: Informatyka zaoczna
Marcin Barański gr. I
PODSTAWY ELEKTRONIKI I TEORII OBWODÓW
Sprawozdanie z laboratorium
Ćwiczenie 1.
Cel pracy: Pomiar charakterystyki statycznej diody półprzewodnikowej.
Diodą półprzewodnikową nazywamy dwuelektrodowy element półprzewodnikowy
o nieliniowej i asymetrycznej charakterystyce prądowo-napięciowej. Zazwyczaj
podstawowym elementem konstrukcyjnym diody półprzewodnikowej jest złącze p-n.
Dioda stabilizująca, nazywana również diodą Zenera jest elementem, w którym wykorzystano
zjawisko Zenera, polegające na lawinowym przepływie nośników ładunku przez złącze p-n
spolaryzowane w kierunku zaporowym.
W celu zaznaczenia diody Zenera na schemacie używamy następującego symbolu:
Układ pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki statycznej diody Zenera montujemy
według poniższego schematu:
W przeprowadzanym ćwiczeniu wyznaczana będzie charakterystyka statyczna diody Zenera,
czyli zależność prądu przepływającego przez diodę od przyłożonego do niej napięcia oraz
wyznaczane napięcie Zenera (przyjmujemy Uz dla I=20mA) i rezystancja dynamiczna diody
wyrażona wzorem:
"U
Rd = .
"I
Wyniki pomiarów:
KIERUNEK KIERUNEK
ZAPOROWY PRZEWODZENIA
UZ [V] I [mA] UZ [V] I [mA]
- 0,00 - 0,00 0,00 0,00
- 4,00 - 0,00 0,20 0,00
- 6,00 - 0,00 0,40 0,00
- 7,00 - 0,00 0,60 0,03
- 7,93 - 10,00 0,80 10,00
- 8,10 - 20,00 0,82 20,00
- 8,27 - 30,00 0,83 30,00
- 8,44 - 40,00 0,84 40,00
- 8,60 - 50,00 0,845 50,00
Rezystancja dynamiczna diody (na podstawie pomiarów z powyższej tabeli oraz wykresu
z pomiaru):
"U = 8,27[V ] - 7,93[V ] = 0,34[V ] , "I = 30[mA] - 10[mA] = 20[mA]
"U 0,34[V ] 0,34[V ]
Rd = = = = 17&!
"I 20[mA] 0,020[ A]
Wnioski:
Badana dioda wykazuje łagodny stan przejścia pomiędzy stanem zaporowym, a stanem
przewodzenia.
Wykres załączony na osobnej kartce.
Ćwiczenie 2.
Cel pracy: Badanie układów tranzystorowych. Wyznaczanie charakterystyki
częstotliwościowej jednostopniowego wzmacniacza operacyjnego.
Jednostopniowy wzmacniacz tranzystorowy jest to układ, w którym kosztem niewielkiej
energii elektrycznej można w sposób ciągły sterować wielokrotnie większą energią
dostarczaną z głównego z
ródła zasilania układu do obciążenia, czyli wzmacniać sterujący
sygnał elektryczny.
Układ pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki częstotliwościowej jednostopniowego
wzmacniacza operacyjnego montujemy według poniższego schematu:
Wzmocnienie wzmacniacza obliczamy według poniższych zależności:
U
wy
G [dB] = 20log
U
we
("
V 1
îÅ‚ Å‚Å‚
U = kV * 2U [cm]*
we
we
ïÅ‚cmśł
2
ðÅ‚ ûÅ‚
("
V 1
îÅ‚ Å‚Å‚
U = kV * 2U [cm]*
we
wy
ïÅ‚cmśł
2
ðÅ‚ ûÅ‚
Wyniki pomiarów:
V
6,4[cm]* 0,05îÅ‚ Å‚Å‚
ïÅ‚cmśł
ðÅ‚ ûÅ‚
Stałe Uwe: U = = 0,16[V ]
we
2
10 Hz 20 Hz 50 Hz 70 Hz 100 1 kHz 10 100 200 300 400 500
f [Hz]
Hz kHz kHz kHz kHz kHz kHz
("
2U [cm]
we
4,0 6,7 4,5 4,6 5,0 5,0 5,0 4,5 4 3,2 6,5 5,5
V
îÅ‚ Å‚Å‚
k V
ïÅ‚ śł
c m
ðÅ‚ ûÅ‚
2 2 5 5 5 5 5 5 5 5 2 2
Uwy 4,00 6,70 11,25 11,50 12,50 12,50 12,50 11,25 10,00 8,00 6,50 5,50
G [dB]
27,96 32,44 36,94 37,13 37,86 37,86 37,86 36,94 35,92 33,98 32,18 30,72
Wnioski: Przy małym napięciu wejściowym i przy podanych częstotliwościach otrzymujemy
wysokie wzmocnienie napięcia.
Wykres załączony na osobnej kartce.
Ćwiczenie 3.
Cel pracy: Badanie układów ze wzmacniaczem operacyjnym odwracającym. Charakterystyka.
Wzmacniacz operacyjny jest to wzmacniacz prądu stałego o bardzo dużym wzmocnieniu.
Właściwości funkcjonalne wzmacniacza operacyjnego mogą być kształtowane przez
odpowiedni dobór pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Układ pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki wzmacniacza operacyjnego montujemy
według poniższego schematu:
Wzmocnienie wzmacniacza określamy według poniższych zależności:
"U
wy -R2
k = H"
"Uwe R1
Wyniki pomiarów:
R1 = 12,93k&! , R2 = 12,93 + 1,1 = 14,03k&!
Uwy Uwe Uwy Uwe
+13,53 -12,60 0 0
+13,00 -11,90 -1,00 +0,95
+12,00 -10,98 -2,00 +1,86
+11,00 -10,06 -3,00 +2,78
+10,00 -9,15 -4,00 +3,70
+9,00 -8,23 -5,00 +4,61
+8,00 -7,32 -6,00 +5,53
+7,00 -6,40 -7,00 +6,44
+6,00 -5,48 -8,00 +7,36
+5,00 -4,57 -9,00 +8,27
+4,00 -3,64 -10,00 +9,19
+3,00 -2,73 -11,00 +10,11
+2,00 -1,81 -12,00 +11,02
+1,00 -0,90 -12,60 +12,14
PrzyjmujÄ…c zgodnie z wykresem: "U = 3V i "U = 2,74V otrzymujemy:
wy we
"U
wy -3V -R2 -14,03
k = = = -1,0948 H" = = -1,0850
"U 2,74V R1 12,93
we
Wnioski: Analizując charakterystykę wzmacniacza możemy zauważyć, że wzmacniacz ten
powoduje bardzo małe wzmocnienie. Dopiero odpowiednie dobranie rezystorów
spowodowałoby większe wzmocnienie.
Wykres załączony na osobnej kartce.