LABORATORNÍ CVIENÍ Stední prmyslová škola elektrotechnická

Transkript

1 Stední prmyslová škola elektrotechnická a Vyšší odborná škola, Pardubice, Karla IV. 13 LABORATORNÍ CVIENÍ Stední prmyslová škola elektrotechnická Píjmení: Hladna íslo úlohy: 9 Jméno: Jan Datum mení: 23. LEDNA 2006 Školní rok: 2005 / 06 Datum odevzdání 7. ÚNORA 2006 Tída / Skupina: 3.B / 2 Klasifikace: NÁZEV ÚLOHY MENÍ CHARAKTERISTIK POLOVODIOVÝCH DIOD Poet stran 12 Poet grafických píloh 7

2 ZADÁNÍ 1) Zmte voltampérové charakteristiky nízkovýkonových diod. V propustném smru mte do proudu 10 ma, v závrném smru do povoleného naptí. Namené hodnoty zpracujte graficky. 2) Zmte charakteristiku zenerovy diody BZX/6V2 v závrném smru a namené hodnoty graficky zpracujte. 3) Zmte charakteristiky diod pomocí programu LabView. 4) Vypotte statický a dynamický odpor diody ve zvoleném pracovním bod. ÚVOD Polovodiová dioda je dvojpólová souástka využívající ke své innosti vlastností pechodu PN nebo Schottkyho pechodu polovodi-kov. Pechod vykazuje usmrující vlastnosti (jednosmrnou vodivost). Tuto skutenost bere v úvahu i schematická znaka diody, která pipomíná lolózní šipku ukazující smr proudu procházejícího pechodem polarizovaným vnjším naptím v pímém smru. Elektrodu oznaenou trojúhelníkem nazýváme anoda (A), druhé elektrod íkáme katoda (K). Má-li být dioda polarizována v pímém smru, musí dojít psobením naptí piloženého mezi anodu a katodu ke zrušení potenciálové pehrady. To znamená, že kladné naptí musí být piloženo k ásti vodivostí typu P a záporné naptí k ásti vodivostí typu N. Proto je ást P anodou a ást N katodou diody. Základní informací o vlastnostech diody dává její voltampérová (anodová) charakteristika. Je to závislost stejnosmrného proudu I A a procházejícího diodou na stejnosmrném naptí U AK, které psobí mezi její anodou a katodou. SCHÉMA R ( Ω) + - Z ma V D

3 POPIS MENÍ Propustný smr pomocí regulovatelného zdroje postupn nastavujeme jednotlivé proudy a odeítáme odpovídající naptí na diod. Nejprve zmíme naptí, kdy se dioda zaíná otevírat, poté zvyšujeme proud po malých skocích (ideáln 50 µa), abychom detailn promili koleno charakteristiky. Prakticky však toto ale bohužel jen s pomocí použitých školních zdroj ZLATNIK není možné. Dále je možné zvyšovat proud rychleji, alespo v deseti bodech. Závrný smr (zenerova dioda) regulovatelným zdrojem nastavujeme postupn naptí na diod až do maximálního povoleného naptí a odeítáme pitom namené proudy, alespo v deseti bodech. Mení pomocí LabView schéma je obdobné, rozdíl je jen v použitých zaízeních, v našem pípad tedy zdroje a ampérmetru byly použity vcelku pesné pístroje Hewlett Packard. NAMENÉ A VYPOTENÉ HODNOTY KA501 BZX/6V2 LQ1132 (LED) I [ma] U [V] 0,0026 0, ,0011 0,375 0,18 0,479 0,77 0,622 1,6 0,666 2,3 0,68 2,14 0,6801 2,77 0,694 3,36 0,71 4,27 0,734 5,95 0,75 9,6 0,76 I [ma] U [V] -9,31-5,23-8,37-5,204-8,02-5,19-7,75-5,18-7,39-5,168-6,43-5,136-5,83-5,115-5,13-5,089-0,59-4,07-0,39-3,84-0,0379-2,23-0,0084-1,36-0,0027-0,78-0,002-0,666-0,0006-0,26 0,0072 0,36 0,04 0,47 0,0637 0,505 0,666 0,666 0,737 0,669 1,03 0,685 1,733 0,71 2,05 0,718 4,2 0,74 4,9 0,752 5,44 0,756 6,7 0,763 6,89 0,7649 8,14 0,771 8,6 0,772 I [ma] U [V] 0,003 1,4 0,0107 1,6 0,0416 1,62 0,0424 1,666 0,158 1,687 0,229 1,7 0,55 1,74 0,64 1,751 1,72 1,804 1,944 1,81 2,11 1,81 6,1 1,89 6,47 1,9

4 KA501 Zvolený prac. bod: P = [0,75 V; 5,95 ma] LQ1132 (LED) Zvolený prac. bod: P = [1,81 V; 2,11 ma] R s 0,75 = = 126, 05 Ω 5,95 10 R s 1,81 = = 857, 82 Ω 2,11 10 U = 0,76 0,734 = 0, 026 V I = 5,95 4,27 = 5, 33 ma U = 1,89 1,804 = 0, 086 V I = 6,1 1,72 = 4, 38 ma R d U 0,026 = = = 4, 878 Ω I 5,33 10 R d U 0,086 = = = 19, 635 Ω I 4,38 10 Propustný smr: Zvolený prac. bod: P 1 = [0,756 V; 5,44 ma] BZX/6V2 Závrný smr: Zvolený prac. bod: P 2 = [-5,19 V; -8,02 ma] R s 0,756 = = 138, 97 Ω 5,44 10 R s 5,19 = = 647, 13 Ω 8,02 10 U = 0,763 0,752 = 0, 011V I = 6,7 4,9 = 1, 8 ma U = 7,75 ( 8,37) = 0, 024 V I = 5,18 ( 5,204) = 0, 62 ma R d U 0,011 = = = 6, 11 Ω I 1,8 10 R d U 0,024 = = = 38, 71 Ω I 0,62 10

5 CHARAKTERISTIKA DIODY KA I [ma] ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 U [V] Jan Hladna, 3.B

6 CHARAKTERISTIKA DIODY BZX/6V I [ma] U [V] Jan Hladna, 3.B

7 CHARAKTERISTIKA DIODY BZX/6V2 V PROPUSTNÉM SMRU I [ma] ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 U [V] Jan Hladna, 3.B

8 CHARAKTERISTIKA DIODY BZX/6V2 V ZÁVRNÉM SMRU I [ma] U [V] Jan Hladna, 3.B

9 CHARAKTERISTIKA DIODY LQ1132 (LED) I [ma] ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 U [V] Jan Hladna, 3.B

10 ZÁVR Tímto mením jsme si potvrdili své teoretické poznatky o polovodiových diodách. Jako velký pínos lze hodnotit i použití systému LabView a praktické použití micích zaízení na sbrnici HPIB. Pestože použitá školní grafická prostedí pro mení diod v systému LabView nejsou esteticky píliš zdailá, celý systém se zaízeními HP mil pro naše úely velice rychle a pedevším pesn, na rozdíl od manuálního mení pomocí regulovatelných zdroj ZLATNÍK, kde vznikaly nepekonatelné problémy pi mení kolena charakteristiky, tj. okolo prahového naptí, pi kterém se pechod P-N otevírá. Celé mení probíhalo podle výše uvedeného postupu a schématu a žádný z výpot nebyl zatížen hrubou chybou.

11 POUŽITÉ PÍSTROJE A POM CKY Oznaení ve schématu Pístroj Pomcka Výrobce Typ pístroje Systém Druh Inventární íslo Výrobní íslo Poznámka Rozsah Z zdroj ZLATNÍK DUV-OV regulovatelný stejnosmrný A-MK V ma ampérmetr METEX digitální MK V voltmetr METEX digitální MK D sada diod SPŠE pípravek - -