KATEDRA ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

INSTRUKCJA LABORATORYJNA

Ćwiczenie numer: 1

Temat: Badanie diod półprzewodnikowych.

Bielsko - Biała 2011/2012

1. Uwagi wstępne.

• Przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów sprawdzić poprawność

połączenia układu. Wszelkie, nawet najmniejsze wątpliwości należy zgłaszać

prowadzącemu zajęcia.

• Po każdym pomiarze wyniki skonsultować z prowadzącym zajęcia.

• Przy badaniu diod D1 (1N4001), D2 (1N4002), D3 (AAP 153) i D4 (DZG 2) nie

należy przekraczać natężenia prądu I_F = 250 mA.

• Przy badaniu diody D5 (BZPC9V1) i D6 (BZPC24) nie należy przekraczać

natężenia I_R = 300 mA.

• Przy badaniu diody D7 (LED, czerwonej) i D8 (LED, białej) nie należy

przekraczać natężenia I_F = 15 mA.

Przed wykonaniem ćwiczenia należy przypomnieć sobie następujące zagadnienia:

• właściwości różnych typów diod prostowniczej - charakterystyka prądowo-napięciowa

• napięcie progowe, napięcie przebicia, maksymalne napięcie wsteczne, prąd przewodzenia, napięcie przewodzenia, moc strat , rezystancja statyczna i dynamiczna diody.

• parametry, charakterystyka i właściwości diody Zenera .

2. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest:

poznanie właściwości diod różnych typów oraz metody "punkt po punkcie" wyznaczania jej charakterystyki prądowo-napięciowej.

3. Wykaz diod przeznaczonych do badań.

• prostownicze:

- D1 - 1N4001 (prostownicza),

- D2 - 1N4002 (prostownicza),

- D4 - DZG 2 (germanowa, prostownicza),

• impulsowe:

- D3 - AAP 153 (germanowa, uniwersalna, impulsowa),

• Zenera:

- D5 - BZPC9V1,

- D6 - BZPC24,

• LED (świecące):

- D7 - barwa czerwona,

- D8 - barwa biała.

4. Schemat układów pomiarowych do badania diod.

Rys. 1. Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki diody półprzewodnikowej w kierunku przewodzenia: I_F = f(U_F).

Rys. 2. Układ pomiarowy do zdejmowania charakterystyki diody półprzewodnikowej w kierunku zaporowym: I_R = f(U_R).

5. Podstawowe parametry diody.

Podstawowymi parametrami diody są :

- parametry graniczne :

• maksymalny średni prąd przewodzenia I_FMAX - uznawany za prąd znamionowy I_Fn diody spolaryzowanej w kierunku przewodzenia (jest to parametr którego nie można przekroczyć bez uszkodzenia diody),

• szczytowe wsteczne napięcie pracy U_Rwm (dodatkowo podaje się jeszcze powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne U_Rrm i niepowtarzalne szczytowe napięcie wsteczne U_Rsm ).

- parametry charakterystyczne :

• napięcie przewodzenia U_Fp przy prądzie przewodzenia I_F = 0,1•I_Fmax

• prąd wsteczny I_R przy określonym napięciu wstecznym U_R (zazwyczaj U_R = U_Rwm ).

Rys.3. Charakterystyka prądowo - napięciowa złącza p-n ( dioda prostownicza )

z zaznaczonymi punktami charakterystycznymi.

6. Pomiar charakterystyki przewodzenia U_f = f( I_f ) diod prostowniczych (D1, D2, D4) i impulsowej (D3).

• Sposób przeprowadzenia pomiarów.

Połączyć układ pomiarowy dla kierunku przewodzenia (rys.1.). Zmieniając napięcie zasilające od 0 V do 1,0 V co 0,1 V (tak jak w tabelce), dla każdej wartości napięcia odczytać wartość prądu I_F . Nie przekraczać natężenia prądu I_F = 250 mA!

Tabela 1.Wyniki pomiarów .

UF V	IF mA
		D1 - 1N4001	D2 - 1N4002	D3 - AAP 153	D4 - DZG 2
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0

7. Pomiar charakterystyki w kierunku zaporowym U_R = f ( I_R ) diod Zenera (D5, D6).

• Sposób przeprowadzenia pomiarów.

Połączyć układ pomiarowy dla kierunku zaporowego (rys.2.) zmieniając napięcie zasilające od 8 V do 10 V co 0,1 V dla diody Zenera D5 - BZPC9V1, a dla diody Zenera D6 - BZPC24 od 22 V do 25 V co 0,5 V i dla każdej jego wartości odczytać wartość prądu I_R Nie przekraczać natężenia prądu I_F = 300 mA!

Tabela 2. Wyniki pomiarów diody Zenera.

UR V	IR mA
		BZPC9.1V	BZPC24
0
0,1
0,2
…	…	…
8,0
8,1
8,2
8,3
8,4
8,5
8,6
8,7
8,8
8,9
9,0
9,1
9,2
9,3
9,4
9,5
…	…	…
22,0
22,5
23,0
23,5
24,0
24,5
25,0

8. Pomiar charakterystyki przewodzenia U_f = f( I_f ) diod LED (D7, D8).

• Sposób przeprowadzenia pomiarów.

Połączyć układ pomiarowy dla kierunku przewodzenia ( rys.1.) zmieniając napięcie zasilające od 1,5 V do 3,5 V co 0,1 V dla diody LED - D7 barwy czerwonej, a dla diody LED - D8 barwy białej od 2,5 V do 3,6 V co 0,1 V i dla każdej jego wartości odczytać wartość prądu I_R i wartości notować do tabelki.

Nie przekraczać natężenia prądu I_F = 15 mA!

Tabela 3.Wuniki pomiarów diody LED.

UF V	IF mA
		D7	D8
0
0,1
…	…	…
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6

9. Opracowanie wyników pomiarowych.

Wszystkie uzyskane wyniki należy zapisać w protokole pomiarowym który po zakończeniu ćwiczenia powinna być podpisany przez prowadzącego i dołączona do sprawozdania.

• Narysowane charakterystyki przewodzenia U_F = f (I_F) dla diod D1, D2, D3, D4, D7 i D8; charakterystyki zaporowe U_R = f (I_R) dla diod D5, D6.

• Określić napięcia progowe lub napięcia Zenera badanych diod, porównać z danymi

katalogowymi;

• Wyznaczyć rezystancje statyczne i dynamiczną diod D1 , D2 , D3 , D4 , D7 , D8

i dynamiczne diod D5 , D6 wybranych punktach pracy na prostoliniowym odcinku

charakterystyki.

• Wyznaczyć parametry graniczne i charakterystyczne diod.

• Sprawozdanie należy dostarczyć w formie wydrukowanej i dokumentu

elektronicznego

7