Fizyka 3.3 III. DIODA ZENERA. 1. Zasada pomiaru.

Podobne dokumenty
Ćw. III. Dioda Zenera

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności oraz metody badania diod półprzewodnikowych.

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

Politechnika Białostocka

Badanie transformatora jednofazowego. (Instrukcja do ćwiczenia)

UKŁADY TENSOMETRII REZYSTANCYJNEJ

Badanie transformatora jednofazowego

Diody Zenera, Schottky ego, SiC

Sprawdzanie transformatora jednofazowego

Ćwiczenie 13. Wyznaczanie ruchliwości i koncentracji nośników prądu w półprzewodnikach metodą efektu Halla. Cel ćwiczenia

ĆWICZENIE 5 BADANIE ZASILACZY UPS

SERIA III ĆWICZENIE 3_1A. Temat ćwiczenia: Badanie transformatora jednofazowego. Wiadomości do powtórzenia:

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

TEMAT: Próba statyczna rozciągania metali. Obowiązująca norma: PN-EN :2002(U) Zalecana norma: PN-91/H lub PN-EN AC1

Politechnika Białostocka

5. Badanie transformatora jednofazowego

Wzmacniacze operacyjne

EFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE

Przyrządy i Układy Półprzewodnikowe

ARKUSZ EGZAMINACYJNY

LI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP II Zadanie doświadczalne

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Nazwa przedmiotu: Techniki symulacji. Kod przedmiotu: EZ1C Numer ćwiczenia: Ocena wrażliwości i tolerancji układu

Transformator Φ M. uzwojenia; siła elektromotoryczna indukowana w i-tym zwoju: dφ. = z1, z2 liczba zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego.

I Zastosowanie oscyloskopu do pomiarów kąta przesunięcia fazowego.

POMIARY OSCYLOSKOPOWE 51

1 Ćwiczenia wprowadzające

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

POMIARY OSCYLOSKOPOWE. Instrukcja wykonawcza

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Stabilizacja napięcia. Prostowanie i Filtracja Zasilania. Stabilizator scalony µa723

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6b

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Przykładowe zadanie egzaminacyjne dla kwalifikacji E.20 w zawodzie technik elektronik

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Analiza transformatora

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Systemy i architektura komputerów

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

Politechnika Białostocka

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4

NIEZBĘDNY SPRZĘT LABORATORYJNY

ε (1) ε, R w ε WYZNACZANIE SIŁY ELEKTROMOTOTYCZNEJ METODĄ KOMPENSACYJNĄ

BADANIE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

spis urządzeń użytych dnia moduł O-01

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 1 Pomiar wielkości elektrycznych z wykorzystaniem instrumentów NI ELVIS II

Ćwiczenie nr 123: Dioda półprzewodnikowa

3. Funktory CMOS cz.1

Badanie półprzewodnikowych elementów bezzłączowych

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Badanie diod półprzewodnikowych i elektroluminescencyjnych (LED)

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

Badanie własności diód krzemowej, germanowej, oraz diody Zenera

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Sprzęt i architektura komputerów

Optymalizacja (w matematyce) termin optymalizacja odnosi się do problemu znalezienia ekstremum (minimum lub maksimum) zadanej funkcji celu.

PRZEŁĄCZANIE DIOD I TRANZYSTORÓW

Politechnika Białostocka

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów

Ćwiczenie 10. Wyznaczanie współczynnika rozpraszania zwrotnego promieniowania beta.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

1. Nadajnik światłowodowy

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE. Obwody nieliniowe.

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10

Wyznaczanie charakterystyki prądowo-napięciowej wybranych elementów 1

Rurka Pitota Model FLC-APT-E, wersja wyjmowana Model FLC-APT-F, wersja stała

Wybrane stany nieustalone transformatora:

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Automatyczna kompensacja mocy biernej z systemem monitorowania kopalnianej sieci 6 kv

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2

Laboratorum 4 Dioda półprzewodnikowa

Ćwiczenie 01. Temat: Własności diody Zenera Cel ćwiczenia

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 10-PV MODUŁ FOTOWOLTAICZNY

TRANZYSTOR UNIPOLARNY MOS

Liniowe stabilizatory napięcia

Elementy i obwody nieliniowe

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO. Instrukcja wykonawcza

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

TRANSFORMATORY. Transformator jednofazowy. Zasada działania. Dla. mamy. Czyli. U 1 = E 1, a U 2 = E 2. Ponieważ S. , mamy: gdzie: z 1 E 1 E 2 I 1

BADANIE EFEKTU HALLA. Instrukcja wykonawcza

Rozwiązanie zadania opracowali: H. Kasprowicz, A. Kłosek

Transformator jednofazowy (cd) Rys. 1 Stan jałowy transformatora. Wartość tego prądu zwykle jest mniejsza niż 5% prądu znamionowego:

3. Zapas stabilności układów regulacji 3.1. Wprowadzenie

Transkrypt:

Fiyka 3.3 III. DIODA ZENERA Cel ćwicenia: Zaponanie się asadą diałania diody Zenera, wynacenie jej charakterystyki statycnej, napięcia wbudowanego ora napięcia Zenera. 1) Metoda punkt po punkcie 1. Zasada pomiaru. Najprostsą metodą wynacania charakterystyk statycnych diod jest metoda punkt po punkcie". Metoda ta jest casochłonna i nie powala na wynacanie charakterystyk statycnych w dużym akresie prądów i napięć, ponieważ dioda nagrewa się i otrymywane charakterystyki są nie tylko funkcją jej właściwości elektrycnych, ale również temperatury. Pomiar powinien być więc wykonany możliwie sybko i pry wartościach prądów i napięć nacnie niżsych od dopuscalnych. Zaletą metody jest stosunkowo duża dokładność. Podstawowe układy do wynacania charakterystyk statycnych diod metodą punkt po punkcie" predstawiono na rysunku 1. Rys.1. Schematy układów pomiarowych do wynacania charakterystyk statycnych łąca p-n metodą punkt po punkcie : a) w akresie małych oporności diody, b) w akresie dużych oporności diody. Dla diod Zenera należy astosować układ do wynacania charakterystyk statycnych dla obydwu kierunków polaryacji tak jak to predstawia schemat na rys. 1a. 2. Metoda oscyloskopowa Zaletą metody oscyloskopowej jest możliwość obserwacji charakterystyki prądowonapięciowej dla obydwu kierunków polaryacji łąca jednoceśnie. Wadą tej metody jest stosunkowo mała dokładność. Na rys. 2 predstawiono uproscony schemat do wynacania charakterystyk prądowo-napięciowych diod półprewodnikowych metodą oscyloskopową. Wynacając charakterystyki prądowo-napięciowe metodą oscyloskopową diodę asila się e źródła napięcia miennego o niskiej cęstotliwości. W najprostsym prypadku może ono być obniżone, a pomocą transformatora, napięcie sieci (rys. 2). Spadek napięcia na diodie D jest doprowadony do wejścia X (CH1) oscyloskopu, natomiast spadek napięcia na reystore pomiarowym R - proporcjonalny do prądu płynącego pre diodę - do wejścia Y (CH2). W niektórych oscyloskopach, e wględu na umiejscowienie masy w układie pomiarowym, można włącyć inwersję kanału Y.

Rys. 2. Schemat układu do pomiaru charakterystyk I-V diody metoda oscyloskopową. Sumarycną wartość reystancji R i R 1 dobieramy w taki sposób, aby prąd płynący w obwodie był mniejsy od dopuscalnego prądu badanej diody, aś wartość reystora R powinna apewnić łatwe prelicanie cułości kanału drugiego (CH2) napięciowej (V/div) na prądową (I/div). Najcęściej R=1k Wówcas odcytana wartość napięcia w [V] jest równoważna wartości natężenia prądu wyrażonej w [ma]. 2. Zadania do wykonania. Wykonać pomiary charakterystyk dla wybranej diody Zenera w kierunku prewodenia i aporowym. W każdym prypadku sprawdić w katalogu jakie są dopuscalne wartości prądów poscególnych diod. Diody Zenera astosowane w układie to: BZX85C 2V7 (nr 2), BZX85C 3V3 (nr 3), BZX85C 4V3 (nr 4). Dla porównania prebiegów pod nr 1 umiejscowiono kremową diodę prostownicą. a) Metoda punkt po punkcie Połącyć układ według schematu predstawionego na rys. 3 (gniado cerwone połącyć wybraną diodą). Jako amperomier użyć multimetr BM857 aś jako woltomier multimetr BM811. Rys. 3. Schemat układu do pomiaru charakterystyk statycnych diod półprewodnikowych. b) Metoda oscyloskopowa Połącyć układ według schematu predstawionego na rysunku 4b (gniado ielone połącyć wybraną diodą). a) b) Rys.4.a) Obwód diodami; b) schemat połąceń obwodu diodami do układu pomiarowego. 2

Zbudować układ pomiarowy według schematu predstawionego na rysunku 4. Gniada BNC najdujące się na bocnych ściankach makiety, to wejście X i wyjście Y obwodu badaną diodą. Na wejście X podawany jest generatora prebieg trójkątny o cęstotliwości 1000 H i napięciach scytowych +2.5V (U we ). Należy aobserwować kstałt prebiegu wyjściowego (U wy ) dla diody Zenera i porównać go kstałtem prebiegu wyjściowego dla diody prostownicej. Na ekranie oscyloskopu powinny być widocne prebiegi podobne do tych predstawionych na rys. 5. Prerysować obserwowane oscylogramy na papiere milimetrowym Zanacyć na oscylogramach jednostki prądu i napięcia, biorąc pod uwagę akresy cułości obydwu kanałów oscyloskopu. Rys. 5. Prykładowe oscylogramy prebiegów napięć dla diody prostownicej i Zenera. Korystając oscylogramów prebiegów napięć dla diody Zenera policyć wartość natężenia prądu płynącego pre diodę ID w kierunku prewodenia i aporowym, pamiętając, że I D =U wy /R, U D =U WE -U WY 3. Opracowanie wyników. Na podstawie mieronych charakterystyk należy: a) Wykreślić mieroną charakterystykę I-V w kierunku prewodenia i aporowym dla diody Zenera, mieroną metodą punkt po punkcie. Następnie oblicyć i anacyć na wykresach niepewności pomiaru dla prądu i napięcia, korystając formuł podanych w instrukcjach do multimetrów. b) Wynacyć potencjał wbudowany diody prostownicej i diod Zenera korystając cęści liniowej wykresu I-V (dla dużych napięć w kierunku prewodenia). Wykorystać do tego celu regresję liniową. Potencjał wbudowany jest równy:, (1) gdie a i b współcynniki regresji w równaniu. 3

c) Aby oblicyć niepewność pomiaru potencjału wbudowanego, należy skorystać niepewności wynikających regresji liniowej i : * + * + (2) d) Osacować i anacyć na wykresach minimalny prąd wstecny (I min ), pry którym efekt stabiliacji napięcia jest widocny. Oblicyć u(i min ) analogicnie do u(i). e) Określić napięcie progowe U ZK i napięcie Zenera U Z badanej diody. Wyniki porównać danymi katalogowymi. Oblicyć niepewność u(u ZK ) ora u(u Z ) analogicnie do u(u). f) Wynacyć reystancję statycną i dynamicną dla wybranych pre prowadącego punktów pracy badanej diody, w akresie od 5 ma do 50 ma, korystając e worów (3) i (4) (por. rys. 6). Reystancja dynamicna: R U (3) Reystancja statycna : s I I R U (4) Oblicyć niepewności wynaconych wartości poniżsych worów. Niepewność reystancji statycnej: ( ) ( ), (5) gdie u(u Z ) i u(i Z ) licymy analogicnie do u(i) i u(u). Niepewność reystancji dynamicnej: ( ) ( ), (6) gdie u(δu Z ) to suma niepewności wartości napięcia na końcach prediału ΔU Z : Niepewność u(δi Z ) licona jest analogicnie jak u(δu Z ). g) Dołącyć prerysowane oscylogramy. 4

Rys.6 Charakterystyka i akres użytecnej pracy diody stabiliacyjnej. Absolute Maximum Ratings Tj = 25 o C Dane katalogowe Parameter Test Conditions Symbol Value Unit Power dissipation l=4mm, TL=25 o C PV 1.3 W Junction temperature Tj 175 o C Storage temperature range Tstg 65...+175 o C Type VZnom IZT VZT RjT RjK IZK IR VR TKVZ BZX85C... [V] [ma] [V] [Ω] [Ω] [ma] [μa] [V] [%/K] 2V7 2.7 80 2.5 to 2.9 < 20 < 400 1 < 150 1 0.08 to 0.05 3V0 3.0 80 2.8 to 3.2 < 20 < 400 1 < 100 1 0.08 to 0.05 3V3 3.3 80 3.1 to 3.5 < 20 < 400 1 < 40 1 0.08 to 0.05 3V6 3.6 60 3.4 to 3.8 < 20 < 500 1 < 20 1 0.08 to 0.05 3V9 3.9 60 3.7 to 4.1 < 15 < 500 1 < 10 1 0.07 to 0.02 4V3 4.3 50 4.0 to 4.6 < 13 < 500 1 < 3 1 0.07 to 0.01 5