Badanie diod...protokół - Szkoła Główna Służby Pożarniczej

Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie
Zakład Elektroenergetyki
Temat ćwiczenia:
Badanie diod półprzewodnikowych
i elektroluminescencyjnych (LED)
-
-
`
Symbol studiów (np. PK10):
data wykonania ćwiczenia
godzina wykonania ćwiczenia
Lp. Nazwisko i imię*:
Pluton/Grupa (np. II/A2):
1
2
3
Ocena i podpis prowadzącego:
4
5
* Wypełniać WIELKIMI literami
UWAGA: Należy bezwzględnie przestrzegać instrukcji stanowiskowej ćwiczenia, w związku z dużym
ryzykiem uszkodzenia elementów elektronicznych przy nawet minimalnym przekroczeniem znamionowych
parametrów pracy!
UWAGA: Połączeń układów pomiarowych należy wykonywać przy wyłączonym zasilaniu! Podłączenia
gotowego układu do zasilacza laboratoryjnego (KORAD) dokonuje się PO USTAWIENIU PARAMETRÓW
ZASILANIA!
UWAGA: Za zniszczenie elementów elektronicznych wynikających z nieprzestrzegania instrukcji
odpowiadają WYKNUJĄCY ćwiczenie!
UWAGA: ANODA oznaczana jest zwyczajowo kolorem czerwonym, KATODA: czarnym!
1. Badanie diod prostowniczych.
a) Zapoznać się z legendą zasilacza laboratoryjnego KORAD (na końcu protokołu).
b) Przygotować płytkę z diodami prostowniczymi (Zestaw edukacyjny B1), badaniu poddane zostaną
diody: 1N5817 (Schottky’iego) oraz STTH3R02 (półprzewodnikowa).
c) Przygotować płytkę z opornikami (Zestaw edukacyjny C2 i C3), w ćwiczeniu wykorzystane zostaną
rezystory: 1 MΩ oraz 100 Ω.
d) Przygotować rezystor suwakowy o parametrach 4A/39Ω
e) Skompletować mierniki: multimetry: DT-9919 oraz MASTECH MS824D
Badanie diod prostowniczych
Ostatnia aktualizacja: 07 grudnia 2016 r.
str. 1/5
Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie
Zakład Elektroenergetyki
A. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI DIODY 1N5817 W KIERUNKU WSTECZNYM (ZAPOROWYM)
Podłączyć układ zgodnie ze schematem (UWAGA: nie podłączać przewodów do zacisków +/zasilacza laboratoryjnego KORAD!):
Rysunek 1. Schemat do badania diod w kierunku wstecznym (zaporowym).
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Uzas
[V]
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
UR
[ V]
UD
[V]
Dioda: 1N5817 (Schottky’ego), kierunek: zaporowy
IR
Uzas
UR
UD
IR
Uzas
Lp
Lp
[mA]
[V]
[ V]
[V]
[mA]
[V]
12 6
23 11,5
13 6,5
24 12
14 7
25 12,5
15 7,5
26 13
16 8
27 13,5
17 8,5
28 14
18 9
29 14,5
19 9,5
30 15
20 10
31 15,5
21 10,5
32 16
22 11
-
UR
[ V]
-
UD
[V]
IR
[mA]
-
Uwaga: natężenie prądu w kierunku zaporowym oznacza się zawsze znakiem ujemnym.
Opracowanie wyników: natężenie prądu wstecznego IR należy obliczyć z prawa Ohma, wykorzystując
zmierzony spadek napięcia UR na oporniku 1 MΩ. Obliczone wartości należy wpisać w tabelę w μA.
Wykonać wykres charakterystyki napięciowo-prądowej diody (OX: UD, OY: IR). Ponieważ wyznaczane
wartości natężenia są ujemne, niniejsza cześć (A) ćwiczenia dotyczy I i IV ćwiartki układu współrzędnych
charakterystyki diody.
B. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI DIODY 1N5817 W KIERUNKU PRZEWODZENIA
UWAGA: Przed przystąpieniem do tej części ćwiczenia należy wyłączyć zasilacz przyciskiem POWER i
rozłączyć poprzednio wykorzystywany układ pomiarowy.
UWAGA: przed rozpoczęciem składania układu pomiarowego (schemat poniżej) należy przestawić
multimetr DT-9919 na pomiar rezystancji (Ω). Korzystając z zacisków miernika COM oraz V/Ω, ustawić
suwak opornika 4A/39Ω w takiej pozycji, aby miernik wskazywał 15,5Ω. Przyrząd odłączyć i przystąpić do
łączenia obwodu poniżej. (UWAGA: nie podłączać przewodów do zacisków +/- zasilacza laboratoryjnego
KORAD!):
Badanie diod prostowniczych
str. 2/5
Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie
Zakład Elektroenergetyki
Rysunek 2. Schemat do badania diod w kierunku przewodzenia.
UWAGA: na czas regulacji napięcia zasilanie powinno być odłączane.
UWAGA: wartość natężenia prądu NIGDY nie może przekroczyć 0,9A !
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Uzas
[V]
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Dioda: 1N5817 (Schottky’ego), kierunek: przewodzenia
UD
IF
Uzas
UD
IF
Uzas
Lp
Lp
[V] [mA]
[V]
[V] [mA]
[V]
11 5,5
21 10,5
12
6
22
11
13 6,5
23 11,5
14
7
24
12
15 7,5
25 12,5
16
8
26
13
17 8,5
27 13,5
18
9
28
14
19 9,5
20
10
-
UD
[V]
IF
[mA]
-
-
Uwaga: natężenie prądu w kierunku przewodzenia oznacza się zawsze znakiem dodatnim.
Opracowanie wyników: Uzupełnić ćwiartki II i III wykresu przygotowanego na podstawie pomiarów z części
A ćwiczenia o charakterystykę napięciowo – prądową diody w kierunku przewodzenia (dla wartości
dodatnich prądu). Wykres wykonać na papierze milimetrowym!
Wykonać ponownie części B i A dla diody STTH3R02 (półprzewodnikowej, DB
tabelki.
Dioda: STTH3R02, kierunek: przewodzenia
Uzas
UD
IF
Uzas
UD
IF
Uzas
Lp
Lp
Lp
[V]
[V] [mA]
[V]
[V] [mA]
[V]
1
0,5
11 5,5
21 10,5
2
1
12
6
22
11
3
1,5
13 6,5
23 11,5
4
2
14
7
24
12
5
2,5
15 7,5
25 12,5
6
3
16
8
26
13
7
3,5
17 8,5
27 13,5
8
4
18
9
28
14
9
4,5
19 9,5
10
5
20
10
-
Badanie diod prostowniczych
103). Wypełnić poniższe
UD
[V]
IF
[mA]
-
-
str. 3/5
Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie
Zakład Elektroenergetyki
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Uzas
[V]
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
UR
[ V]
UD
[V]
IR
[mA]
Dioda: STTH3R02, kierunek: zaporowy
Uzas
UR
UD
IR
Lp
Lp
[V]
[ V]
[V]
[mA]
12 6
23
13 6,5
24
14 7
25
15 7,5
26
16 8
27
17 8,5
28
18 9
29
19 9,5
30
20 10
31
21 10,5
32
22 11
-
Uzas
[V]
11,5
12
12,5
13
13,5
14
14,5
15
15,5
16
-
UR
[ V]
UD
[V]
-
IR
[mA]
-
C. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK DIOD TYPU LED W KIERUNKU PRZEWODZENIA
UWAGA: Przed przystąpieniem do dalszej części ćwiczenia należy wyłączyć zasilacz przyciskiem POWER i
rozłączyć poprzedni układ pomiarowy.
Rysunek 3. Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyk diod LED w kierunku przewodzenia
UWAGA: Badanie wykonywać na przemian dla diody białej i niebieskiej.
UWAGA: na czas regulacji napięcia zasilanie powinno być odłączane.
UWAGA: wartość natężenia prądu NIGDY nie może przekroczyć 0,025 A ! Spowoduje to zniszczenie diody!
UWAGA: wartość napięcia ΔUD odczytywanego z diody LED nie może przekroczyć 3,6 V !
UWAGA: Należy zanotować moment, w którym dioda zaczęła świecić.
Kierunek przewodzenia:
Uzas
[V]
1
0,5
2
1
3
1,5
4
2
5
2,5
6
3
7
3,5
8
4
9
4,5
10 5
Lp
Dioda LED – biała
UR
UD
IF
Uwagi
[V]
[V] [mA]
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Uzas
[V]
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Dioda LED - niebieska
UR
UD
IF
Uwagi
[V]
[V]
[mA]
Badanie diod prostowniczych
str. 4/5
Szkoła Główna Służby Pożarniczej w Warszawie
Zakład Elektroenergetyki
UWAGA: Wartości natężenia IF należy obliczyć z prawa Ohma, znając parametry opornika oraz zmierzony na
nim spadek napięcia ΔUR.
D. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK DIODY LED W KIERUNKU ZAPOROWYM
UWAGA: Przed przystąpieniem do dalszej części ćwiczenia należy wyłączyć zasilacz przyciskiem POWER i
rozłączyć poprzedni układ pomiarowy.
Rysunek 3. Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyk diod LED w kierunku zaporowym
UWAGA: Badanie wykonywać na przemian dla diody białej i niebieskiej.
UWAGA: na czas regulacji napięcia zasilanie powinno być odłączane.
UWAGA: wartość natężenia prądu NIGDY nie może przekroczyć 0,025 A ! Spowoduje to zniszczenie diody!
Kierunek zaporowy:
Dioda LED – biała
Dioda LED - niebieska
Uzas UR
UD
IR
Uwagi
Uzas
UR
UD
IR
Uwagi
Lp
Lp
[V]
[V]
[V] [mA]
[V]
[V]
[V]
[mA]
1
0,5
1
0,5
2
1
2
1
3
1,5
3
1,5
4
2
4
2
5
2,5
5
2,5
6
3
6
3
7
3,5
7
3,5
8
4
8
4
9
4,5
9
4,5
10 5
10
5
UWAGA: Na podstawie wyników pomiarów z części C i D należy wykreślić na papierze milimetrowym
charakterystyki napięciowo – prądowe zbadanych diod LED. Należy pamiętać, iż kierunek zaporowy
odpowiada wartościom ujemnym napięcia i natężenia.
2. Opracowanie wyników
 Należy wykreślić na papierze milimetrowym charakterystyki napięciowo-prądowe (OX: UD, OY:
IR – wartości ujemne oraz IF – wartości dodatnie), co opisano wcześniej. W sumie konieczne
jest wykreślenie 4 charakterystyk (dla 4 diod).
 Należy opisać wnioski z przeprowadzonych ćwiczeń oraz wnioski ogóle z tematyki ćwiczenia.
Badanie diod prostowniczych
str. 5/5