Politechnika Śląska w Gliwicach
Wydział Elektryczny
Kierunek : elektrotechnika.
Rok akademicki 1999/2000.
Semestr 4.
Sprawozdanie
ćwiczenie laboratoryjne z elektroniki
Diody półprzewodnikowe i układy zasilające.
Sekcja 1 grupa 2
Biały Tomasz
Czubaszek Jarosław
Wiechowska Katarzyna
Diody półprzewodnikowe:
Diody prostownicze:
a. Dioda krzemowa
Na podstawie tej charakterystyki wyznaczamy:
- napięcie progowe UTO = 0,625 V
- rezystancję dynamiczną ,korzystając ze wzoru
0,04 V 0,015 A = 2,7
- rezystancję statyczną dla poszczególnych punktów pracy ,korzystając ze wzoru
,gdzie A oznacza punkt pracy
Np. 0,58 V 1,25 mA 464
b. Dioda germanowa:
- napięcie progowe UTO = 0, 24 V
0,04 V 0,0125 A = 3,2
Np. 0,22 V 5,25 mA 42
Wnioski:
Nie zdołaliśmy wykonać pomiarów diody krzemowej w kierunku zaporowym, z powodowane to było brakiem odpowiedniego zasilacza, który pozwoliłby nam na uzyskanie odpowiedniej wartości napięcia wstecznego. Brak odpowiedniego zakresu układu zasilającego nie pozwolił nam również na wyznaczenie charakterystyki diody w kierunku zaporowym jak i krzemowej tak igermanowej.
Diody stabilizacyjne
a. Dioda Zenera
- napięcie progowe UTO = 0, 71 V
0,04 V 0,0155 A = 2,6
Np. 0,73V 8 mA 91,25
Na podstawie tej charakterystyki jesteśmy wstanie wyznaczyć napięcie Zenera Uz oraz rezystancję dynamiczną w obszarze przebicia
DUz = 0.45 DIz = 4.25.10-3 Rz = 105 W
Napięcie wsteczne Uz wynosi 4.8V
Wszystkie pomiary oraz przebiegi zgadzają się z wcześniejszymi założeniami teoretycznymi, więc stwierdzamy iż pomiary wykonane zostały poprawnie.
Prostowniki:
Miarą jakości prostowania jest skuteczność prostowania z definiowana :
,gdzie U0 – napięcie na obciążeniu
Uwemax – amplituda napięcia na wejściu prostownika
Prostownik jednopołówkowy
U0 = 7 V Uwemax = U V U = 17 V
= 0.30
U0 = 0.45 U sprawdzamy U0 =7,65 V
Prostownik dwupołówkowy
U0 = 14,5V Uwemax = U V U = 17 V
= 0.60
U0 = 0.9 U sprawdzamy U0 = 15,3 V
Prostownik jednopołówkowy z obciążeniem rezystancyjnym ma małą skuteczność prostowania, średnia wartość napięcia wyprostowanego pozostawia również wiele do życzenia
Znacznie lepsze właściwości mają prostowniki dwupołówkowe dlatego są częściej stosowane w praktyce, co wykazują nasze obliczenia które niewiele różnią się od wartości podawanych w literaturze (=0.32 dla jednopołówkowego, =0.64 dla dwupołówkowego).
Filtry
Skuteczność filtru q zdefiniowana jest jako
, gdzie Uwymax – amplituda napięcia na wyjściu,
Uwemax – amplituda na wejściu.
1. Dla prostownika jednopołówkowego
a. pojemnościowy C=100 mF
Uwemax = , gdzie U – wartość średnia napięcia
Uwymax – amplituda napięcia odczytywana z oscyloskopu
U = 20V Uwymax = 3V q = 20
C = 47 mF
U = 18V Uwymax = 10V q = 5.6
b. LC
U = 13.25V Uwymax = 1.5V q = 27
c. RC kształtu P
U = 14.75V Uwymax = 0.5V q = 92
2. Dla prostownika dwupołówkowego
U = 20.5V Uwymax = 1.3V q = 24
U = 19.5V Uwymax = 4V q = 7.6
U = 14.5V Uwymax = 0.5V q = 45
U = 15.75V Uwymax = 0.15V q = 164
Wnioski
Na podstawie obliczeń jak i widzianych na oscyloskopie przebiegów możemy stwierdzić, iż najskuteczniejszym filtrem jest filtr RC kształtu P oraz filtr LC. W filtrze typu LC spadek napięcia stałego na dławiku i moc tracona są pomijalnie małe lecz duże wymiary oraz istotny wpływ strumieni na układy elektroniczne powodują iż stosujemy mniejsze filtry C lub LC.
Gdy chcielibyśmy zastosować filtr pojemnościowy pamiętajmy o zastosowaniu kondensatorów o dużej pojemności ponieważ jak widać z obliczeń mają one większą skuteczność.
cyberzaku