JAN JUREK SBĚR DAT V MĚŘÍCÍ TECHNICE. 1) C x - Elyt 10000µF; 25V; TGL 39681;40/085/56;Typ IA. 2) Tranzistor - MOSFET MTP12N10E Vyučující: Ing.

Transkript

1 STŘEDNÍ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ FRENŠTÁT p. R. Jméno: JAN JUREK Podpis: Název měření: SBĚR DAT V MĚŘÍCÍ TECHNICE Zkoušené předměty: 1) C x - Elyt 1µF; 25V; TGL 39681;4/85/56;Typ IA Třída: E4B Skupina: 2 Číslo měření: 15 Změřeno dne: ) Tranzistor - MOSFET MTP12N1E Vyučující: Ing. Kokeš Funkce při měření: zapisovatel Schémata: Spoluměřící: Huňař, Knapek Poznámky učitele: Známka: Datum:

2 ÚKOL MĚŘENÍ: 1) Vytiskněte vybíjecí křivku kondenzátoru pomocí programovatelného multimetru a určete C x. 2) Pomocí programovatelného zdroje zobrazte výstupní charakteristiky MOSFET. POUŽITÉ PŘÍSTROJE: ad 1) Označení Název a typ přístroje v.č. Doplňující údaje Zdroj GV Instek Model GPS 33DD B R n Odporový normál 1 kω Multimetr Agilet 3441A MY44143 Interface GBIP/USB US PC s příslušenstvím ad 2) Označení Název a typ přístroje v.č. Doplňující údaje Zdroj Agilent E3631A MY42648 Interface GBIP/USB MY PC s příslušenstvím POSTUP MĚŘENÍ: Nejprve zapojíme podle schématu obvod pro měření kondeznátoru C x. Na multimetru Agilent 3441, jsme zjistili adresu, v naše adresa byla 1. Na zdroji nastavíme napětí v rozsahu do 25 V (v našem případě 13,6V) a necháme kondenzátor nabít. Na počítači zkontrolujeme zda je spuštěn ovládací modul Agilent IO Control. Poté si spustíme MS Excel s novým listem. Zkontrolujeme zda je zobrazen panel nástrojů Agilent Interlink Multimetr pomocí kterého získáme data k měření z digitálního multimetru. Pokud zobrazen není klikneme pravým tlačítkem na lištu nástrojů a vyberem zobrazení příslušného panelu. Na paneu nejprve zvolíme tlačítko Connect to multimetr. Na následujícím okně v listě Select Address(es) zvolíme adresu toho multimetru na sběrnici, který používáme pro měření (naše adresa GPIB::1::INSTR). V listě vedle se zobrazí náš multimetr Agilent 3441A, vybereme jej a stiskneme tlačítko Connect címž se na něj připojíme a budeme jej schopni ovládat přes sběrnici pomocí modulu v MS Excel. V okně by se mělo zobrazit Connected. Tím jsme připojení multimetru dokončili a z okna můžeme odejít stisknutím tlačítka Close. Po připojení zvolíme na panelu nástrojů tlačítko Set up/run Logging Worksheets. V první záložce Logging, nastavíme Begin Loggind Data, tedy začátek načítáni dat na Imidietly, tedy ihned. With interval of (prodleva mezi měřenými body) nastavíme na 15s a Number of Readings (počet měření) nastavíme na 2, tím bude měřený interval 3s a naměří se 2 bodů křivky. V záložce Chart pod možností Chart Type zvolíme Strip Chart a hodnotu nastavíme na 2, tím všech dvacet naměřených bodů použijeme k vytvoření grafu. V Places chart in zvolíme Same Sheet čímž zobrazíme tabulku naměřených hodnot i graf v jednom listě. Kliknutím na tlačítko OK měření spustíme, počkáme než se odměří první dva body křivky a pak odpojíme kondenzátor od zdroje, tím se kondenzátor začne

3 vybíjet. Počkáme něž se zbylá data měření zapíšou do tabulky, vytvoří se graf a z dat z tabulky vypočítáme kapacitu kondenzátoru C x (viz. Příklad výpočtu). ad 2. Výstupní křivky tranzistoru MOSFET Podle schématu připojíme tranzistor MOSFET ke zdroji Agilent E3634A. Na Počítači opět zkontrolujeme zda běží modul Agilent IO Control. Následně si na PC otevřeme soubor MS Excel e3631a_test.xls, vytvořený pomocí programu Visual Basic, který obsahuje celý měřící postup vytvořený pomocí maker. V tabulce vyplníme do sloupce Vds (6), hodnoty napětí na vstupu od V do 6V (viz tabulka sloupec U DS ) při kterých měříme proud I D. Nad sloupec Vds zapíšeme počet měření (náš případ 16) a nad sloupce Id Vg1 Id Vg4 zapíšeme hodnoty pro napětí U GS na vstupu (viz. tabulka). Tímto jsme nastavili potřebné hodnoty. Před samotným měřením nejprve stiskneme tlačítko Set I/O čímž zjistíme a sesynchronizujeme adresu zdroje Agilent s PC. Měření spustíme stisknutím tlačítka Start FET Test. Po změření všech potřebných dat sestrojíme graf výstupních charakteristik. TABULKY NAMĚŘENÝCH HODNOT: ad 1) ad 2) t [s] U C [V] 15 13, , ,16 6 1, ,48 9 8, ,4 12 6, , , , , , , , , , , ,55 PŘÍKLAD VÝPOČTU: t 27 t = t2 t1 = 3 3 = 27 s CX = = = 12,26 mf U1 4 1,55 RN ln 1 ln U 13,6 Cs CX 1 12,26 δc% = 1 = 1 = 18,43 % C 12,26 X U DS U GS1 = 3,3 V U GS2 = 3,4 V U GS3 = 3,5 V U GS4 = 3,6 V [V] I D1 [A] I D2 [A] I D3 [A] I D4 [A],15,18,2,24,1,54,727,929,1139,2,798,1126,15,195,3,922,1341,1838,242,4,986,1453,229,275,5,122,1517,2139,2887,6,144,1556,225,2996,7,159,1582,2247,368,8,172,16,2278,3116,9,181,1615,23,3151 1,189,1627,2319,3179 2,1133,1692,2414,3311 3,1162,1734,2472,339 4,1186,1768,2518,3457 5,129,181,2564,3518 6,1231,1832,261,3582

4 ZHODNOCENÍ: Po spuštění měření jsme odměřili 2 hodnot s rozestupem 15s. Jak lze z grafu viděl průběh vybíjení kondenzátoru probíhá standardně po exponenciále. Hodnota kapacity měřeného kondenzátoru vypočtená z naměřených hodnot se rovná 12,26 mf, což je o 18,43% více než udává štítková hodnota (viz. výpočet). K porovnání jsme neměli katalogový list výrobce, ale vzhledem k tomu, že měřený kondenzátor byl elektrolytický, tedy jeho tolerance je obvykle ± 2%, jej můžeme považovat za toleranci vyhovující. Odečítání hodnot bylo prováděno v přesných časových intervalech takže jsou výsledky měření mnohem přesnější něž při ruční proměřování. ad 2. Výstupní křivky tranzistoru MOSFET Po stisknutí Start FET Test se tranzistor proměřil pro všechny 4 zvolená napětí U GS (3,3V; 3,4V; 3,5V; 3,6V). Protože se měřilo impulsními proudy nedocházelo tím také ani k výraznému zahřívání tranzistoru, protože bylo měření velmi rychlé, čili naměřené hodnoty jsou velmi přesné. Po porovnání naměřených charakteristik s charakteristikami v katalogu se zdá být tranzistor v pořádku. Při porovnání hodnot napětí U GS s katalogem se nám také potvrdila skutečnost, kterou jsme při měření zjistili a to, že napětí U GS je v rozmezí od 2 do 4 V a že tranzistor nejlépe pracuje kolem typické hodnoty 3 V.

5 PRŮBĚH VYBÍJECÍ KŘIVKY NAPĚTÍ NA KONDENZÁTORU Uc [V] t [s],4,35,3,25 VÝSTUPNÍ CHARAKTERISTIKY TRANZISTORU MOSFET UGS1 = 3,3V UGS2 = 3,4V UGS3 = 3,5V UGS4 = 3,6V Id [A],2,15,1, Uds [V]