ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE 

–

 LABORATORIUM

 

 
 
 
                                                                                                Paweł  
                                                                                                Stanisław  
                                                                                                GR. 2;  29.10.2011 
 
 
 
 

Ćwiczenie  2 

Tak to było  

  

 

Diody stabilizacyjne 
 

 

 

 

1.  Badanie charakterystyk statycznych  i(u)  diod stabilizacyjnych   

 
Postać analityczna zależności  i(u), dla której założono stałość rezystancji  
różniczkowej   diody w zakresie przebicia, jest następująca: 
 i = 0                                 dla   u < U

zo 

 u = U

zo

 +r

z

∙i                  dla   u ≥ U

zo 

 

∆u=u

1

–u

2 

= (U

zo

+r

z

·i

1

)–(U

zo

 +r

z

·i

2

) = r

z

·(i

1

–i

2

)= r

z

·∆i   

 

 

   
Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5 

Graficzne wyznaczony parametr U

zo  

 wynosi 7,5V  dla wyznaczenia r

z

  przyjęto    

wartości (u

d 

; i

d

) z pomiarów  

 

nr 22.(7,93V ;38mA)  oraz  nr 6. (7,55V;5mA) 

 

 

 

                 

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 

Graficzne wyznaczony parametr U

zo  

 wynosi 4,35V dla wyznaczenia r

z

  przyjęto   

wartości (u

d 

; i

d ) 

z pomiarów  nr 31.(4,7V ;32,2mA) oraz  nr19.(4,39V;10mA) 

 

 

 
 
 

 
 

 
 

 

 

 

2.  Badanie charakterystyk statycznych 

 stabilizatorów   

Korzystając z charakterystyk statycznych diody określonych wzorem w 
poprzednim  punkcie, praw Kirchhoffa oraz Ohma,  po przekształceniach 
otrzymujemy  wzór określający  zależność 

   badanego obwodu. 

  

) =

        

 

 

                               

      

 

                 
            

  

          

 

          

         Przykładowe  obliczenia    

Tak to było       

 

          Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5 , 

 

     

   pomiary nr 10 (10,41V; 7,73V) i nr 12 (12,33; 7,60V) 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 
      

  pomiary nr 3 (3,00V; 2,37V) i nr 5 (5,26V ; 4,21V)     

 

         

 ;wg pomiaru  

 

 

 

           

 ;wg pomiaru  

     

                  
           Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 , 

 

       

  pomiary nr 12 (9,55V; 4,44V)  i  nr 17 (14,46V; 4,66V) 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 

      

  pomiary nr 2 (1,66V; 1,29V) i nr 4  (2,66V; 2,03V)    

 

         

 ;wg pomiaru  

 

 

           

 ;wg pomiaru  

    

 

 

 
W badanych diodach  zauważamy że parametr    (rezystancja dynamiczna diody) ma 
zasadniczy wpływ na charakterystykę w zakresie przebicia  im mniejsza jest rezystancja 
dynamiczna tym mniejsza jest różnica  napięcia na wyjściu układu przy tej samej 
różnicy napięcia wejściowego co jest związane z małą zmianą napięcia na diodzie 
pomimo znaczących  zmian prądu diody, charakterystyka w tym zakresie jest bardzo 
stroma, w praktyce im bardziej stroma charakterystyka tym lepsze właściwości 
stabilizacyjne (stabilność napięcia) w założeniu teoretycznym idealna dioda Zenera 
miała by charakterystykę pionową w tym zakresie napięcia. 
Zauważamy w charakterystyce u

WY

(u

WE

)  różnice pomiędzy wynikami pomiarów i 

obliczeń w zakresie przejścia ze stanu nie przewodzenia  w stan przebicia jest to 
spowodowane tym że charakterystyka   wykreślona z pomiarów obrazuje rzeczywistą 
diodę  a charakterystyka wykreślona z wyliczeń obrazuje wyidealizowaną diodę 
   
 

3.  Badanie charakterystyk statycznych 

 stabilizatorów   

Wzór do obliczania charakterystyki

 jest identyczny jak w poprzednim punkcie, 

 

) =

        

 

                   

           

 

                 
            

   

          

 

          
        

 Przykładowe  obliczenia   

Tak to było    

 

 

          Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5 , 

 

     

   pomiary nr 13 (300Ω; 7,53V) i nr 19 (2000Ω; 7,76V) 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 
      

  pomiary nr 4 (40Ω; 1,84V) i nr 8 (120Ω ; 4,5V)     

 

         

 ;wg pomiaru  

 

 

 

           

 ;wg pomiaru  

     

                  
           Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 , 

 

       

  pomiary nr 13 (300Ω; 4,61V)  i  nr 19 (2000Ω; 4,66V) 

 

 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 

 =

  ;wg pomiaru 

 

 

      

  pomiary nr 4 (40Ω; 1,83V) i nr 6  (80Ω; 3,28V)    

 

         

 ;wg pomiaru  

 

 

 

           

 ;wg pomiaru  

    

 

4.  Obliczanie współczynnika stabilizacji  

Tak to było     

 

Dla zakresu stabilizacji można określić zależność: 

      

 

      

Jeżeli 

  to możemy przyjąć  

   
     

 

 

     Dokonując przekształcenia otrzymujemy    równanie dla współczynnika 

stabilizacji 

 

  

 

          Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5,      R

1

=300Ω , R

o

=1000Ω,  r

z 

= 11,51Ω 

    Według  obliczeń 

 

 
      Według  pomiarów  nr 11.(11,36V; 7;56V) oraz nr 15.(15,28V;7,70) 

 

 

 
          Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3       R

1

=300Ω , R

o

=1000Ω,  r

z 

= 13,96Ω 

    Według  obliczeń 

 

 

      Według  pomiarów  nr 12.(9,55V; 4,44V) oraz nr 18.(15,19V; 4,68V) 

 

 

 

 

5.  Obliczanie wartości rezystancji wyjściowych układów stabilizatorów 

       
 

 

 

 

 
Dioda stabilizacyjna BZX683C7V5 

      Według  pomiarów  nr 14.(350Ω; 7,57V) oraz nr 20.(3000Ω ;7,78V) 
 
 

 

 
 

Tak to było     

Dioda stabilizacyjna BZX683C4V3 

      Według  pomiarów  nr 14.(350Ω; 4,64V) oraz nr 20.(3000Ω ; 4,72V) 
 
 

 

       
         Dla napięcia 

 

    Według  pomiarów  nr 3.(350Ω; 0,97V) oraz nr 6.(100Ω ;3,78V) 
 
 

 

 
 
Zauważamy że przy dodatniej  zmianie  napięcia, jest ujemna zmiana prądu, co oznacza 
że gdy napięcie rośnie  wartość prądu maleje,  świadczy to o ujemnej przyrostowej 
rezystancji wyjściowej danego układu.