Badanie diod półprzewodnikowych - Zespół Szkół Technicznych im

Zespół Szkół Technicznych
rok szkolny
PRACOWNIA ELEKTRYCZNA
I ELEKTRONICZNA
w Skarżysku-Kamiennej
Sprawozdanie
z ćwiczenia nr ……………
………………………………………………………
imię i nazwisko
Temat ćwiczenia:
…………………
klasa
grupa
………
………
data wykonania
BADANIE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
…………………
I. Cel ćwiczenia:
Poznanie własności oraz metody badania diod półprzewodnikowych.
II. Wykaz zagadnień do przygotowania ćwiczenia.
1. Co to jest półprzewodnik?
2. Jakie są rodzaje półprzewodników?
3. Jak zbudowana jest dioda półprzewodnikowa?
4. Co to jest napięcie przewodzenia?
5. Jakie są rodzaje diod półprzewodnikowych?
6. Jak działa dioda Zenera?
7. Co to jest napięcie stabilizacji?
III. Przebieg ćwiczenia.
Zapoznać się z danymi katalogowymi badanych diod.
Parametry dopuszczalne
Parametry charakterystyczne
Diody
prostownicze
UR
IF
IFM
UF
IF
IR
UR
V
A
A
V
A
A
V
………………
………………
Parametry dopuszczalne
Diody
stabilizacyjne
UZ
IF
Ptot
UF
IF
IR
UR
V
A
W
V
A
A
V
………………
………………
A. Badanie diod prostowniczych
1. Obliczanie rezystancji Rs rezystora szeregowego
RS
U zas
UF
IF
Parametry charakterystyczne
U zas
IF
Badanie diod półprzewodnikowych
strona 2 z 8
2. Schemat pomiarowy (dioda spolaryzowana w kierunku przewodzenia)
Zmieniając położenie suwaka potencjometru P, regulować prąd w granicach od I Fmax
do 0 metodą „punkt po punkcie” i odczytywać wskazania woltomierza
i amperomierza.
3. Tabela pomiarów.
Dioda UF
V
........... IF
mA
R
Dioda UF
V
........... IF
mA
R
4. Obliczenia.
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
Badanie diod półprzewodnikowych
R
R
R
U
I
U
I
U
I
strona 3 z 8
R
R
R
U
I
U
I
U
I
5. Schemat pomiarowy (dioda spolaryzowana w kierunku wstecznym)
Uwaga!
W celu zabezpieczenia mikroamperomierza przed uszkodzeniem należy zewrzeć jego zaciski
dodatkowym przewodem. Obserwując mierniki stwierdzić, czy dioda jest rzeczywiście
włączona w kierunku zaporowym; jeżeli tak jest to odłączyć przewód zwierający zaciski
mikroamperomierza.
Zmieniając położenie suwaka potencjometru P, regulować napięcie od 0 do URmax
i odczytywać wskazania mierników.
6. Tabela pomiarów
Dioda UR
V
........... IR
A
R
M
Dioda UR
V
........... IR
A
R
M
7. Obliczenia.
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
Badanie diod półprzewodnikowych
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
strona 4 z 8
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
8. Charakterystyki prądowo-napięciowe.
Na podstawie otrzymanych wyników wykreślić zależności IF=f(UF) oraz IR=f(UR).
Charakterystyki te narysować na jednym wykresie; w kierunku przewodzenia
i zaporowym zastosować dwie różne podziałki wartości napięć i prądów.
Badanie diod półprzewodnikowych
strona 5 z 8
9. Wyznaczanie napięcia progowego i rezystancji statycznej.
Z charakterystyki IF=f(UF) określić napięcie progowe
 dla diody ………………
U(TO)= ………
 dla diody ………………
U(TO)= ………
oraz obliczyć rezystancję statyczną
 dla diody ………………
RF
 dla diody ………………
RF
UF
U (TO )
UF
IF
U (TO )
IF
B. Badanie diod Zenera
1. Schemat pomiarowy (dioda spolaryzowana w kierunku przewodzenia)
Zmieniają położenie suwaka potencjometru P, regulować prąd w granicach od I Fmax do
0 metodą „punkt po punkcie” i odczytywać wskazania woltomierza i amperomierza.
2. Tabela pomiarów.
Dioda UF
V
........... IF
mA
R
Dioda UF
V
........... IF
mA
R
3. Obliczenia.
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
Badanie diod półprzewodnikowych
R
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
strona 6 z 8
R
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
4. Schemat pomiarowy (dioda spolaryzowana w kierunku wstecznym)
Zmieniając położenie suwaka potencjometru P, regulować napięcie od 0 do U Rmax
i odczytywać wskazania mierników.
5. Tabela pomiarów
Dioda UZ
V
........... IZ
mA
R
k
Dioda UZ
V
........... IZ
mA
R
k
6. Obliczenia.
R
R
U
I
U
I
R
R
U
I
U
I
Badanie diod półprzewodnikowych
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
strona 7 z 8
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
I
7. Charakterystyki prądowo-napięciowe.
Na podstawie otrzymanych wyników wykreślić zależności IF=f(UF) oraz IR=f(UR).
Charakterystyki te narysować na jednym wykresie; w kierunku przewodzenia
i zaporowym zastosować dwie różne podziałki wartości napięć i prądów.
Badanie diod półprzewodnikowych
strona 8 z 8
8. Wyznaczanie napięcia stabilizowanego i rezystancji dynamicznej.
Z charakterystyki IR=f(UR) określić napięcie stabilizowane
 dla diody ………………
UZ = ………
 dla diody ………………
UZ = ………
oraz obliczyć rezystancję dynamiczną
 dla diody ………………
rz
Uz
Iz
 dla diody ………………
rz
Uz
Iz
U Z max U Z min
I Z max I Z min
U Z max U Z min
I Z max
I Z min
IV. Wykaz przyrządów.
1. Miliamperomierz ME kl. …
2. Mikroamperomierz ME kl. …
3. Woltomierz ME kl. …
4. Rezystor …
5. …
V. Wykaz zagadnień do opracowania ćwiczenia.
1. Jak wpływa zwiększenie napięcia w kierunku przewodzenia na natężenie prądu
przepływającego przez diodę?
2. Jak zmienia się rezystancja diody ze wzrostem natężenia prądu przepływającego
przez diodę dla kierunku przewodzenia?
3. Jakiego rzędu jest prąd wsteczny w porównaniu z prądem przewodzenia dla diod
prostowniczych?
4. Jakiego rzędu jest rezystancja w kierunku przewodzenia w porównaniu
z rezystancją w kierunku wstecznym dla diod prostowniczych?
5. Ile wynosi napięcie progowe dla diod germanowych, a ile dla diod krzemowych?
6. Jaki jest przebieg charakterystyki prądowo-napięciowej diod stabilizacyjnych dla
kierunku przewodzenia w porównaniu z charakterystyką prądowo-napięciową
diody prostowniczej?
7. Jak wpływa wzrost napięcia w kierunku wstecznym na prąd wsteczny diod
stabilizacyjnych?
8. Co dzieje się z prądem wstecznym diod stabilizacyjnych, kiedy napięcie wsteczne
przekroczy napięcie stabilizowane?
9. Czy duża zmiana prądu wstecznego powoduje dużą zmianę napięcia na diodzie
stabilizacyjnej?
10. Jakiego rzędu jest rezystancja dynamiczna w porównaniu z rezystancją statyczną
diod stabilizacyjnych?
VI. Spostrzeżenia i wnioski: