Laborübung 03 – Diodenkennlinie Platter Christian
Platter Christian 4AEL 22.10.2014
Laborübung Diodenkennlinie Elektronik
Aufgabenstellung: In dieser Laborübung wird das Thema Diode behandelt. Dabei soll die Kennlinie der Diode messtechnisch auf verschiedene Weisen ermittelt und dargestellt werden. Die erste Messschaltung ist im Lehrbuch „Bauelemente und Grundschaltungen, S 36, Abb. 1.23 a“ dargestellt, die zweite Messschaltung ist im Lehrbuch „Bauelemente und Grundschaltungen, S 36, Abb. 1.24“ zu finden. Im Lehrbuch „Grundlagen der Elektrotechnik 2“ wird das Thema von Seite 196 bis Seite 213 behandelt. Die Messschaltungen sind auf Seite 201 abgebildet. Führe alle Schritte gemäß dem Formular „TFO_LABOR_ChecklisteELE“ aus! • Zeichne den 1. Schaltplan auf die Formular-Vorlage und trage die Messpunkte ein • Zeichne die nach deinen theoretischen Kenntnissen zu erwartenden Kennlinien • Berechne sämtliche relevanten Werte der Schaltung • Bestimme die Kennlinie einer Diode in Durchlassrichtung • Trage die Messpunkte in eine Excel Tabelle ein und stelle sie dann grafisch dar • Berechne den Diodenstrom IF mit folgender Formel: Benutze dafür die Mathematikfunktion von Excel. Für I0 soll der Wert 1nA angenommen werden. UT ist eine temperaturabhängige Korrekturgröße, für welche wir den Wert UT=25 mV annehmen. n ist eine Korrekturzahl, welche zwischen 1 und 2 liegt. • Baue dann die zweite Schaltung „Abb. 1.24“ auf und stelle die Diodenkennlinie am Oszilloskop dar. Das Oszilloskop muss dafür im XY-Mode betrieben werden! • Speichere diese Kennlinie auf einem Datenträger und füge sie in das Protokoll ein • Beurteile alle Ergebnisse
Platter Christian 4AEL 22.10.2014
Schaltung & Bauteile:
+
R1 = R2 =100â„Ś P = 10 kâ„Ś Uq = 10V
P
-
R1
Uq
R2 A V
D1
Wir haben berechnet dass man einen Vorwiderstand bei der Diode von minimal â„Ś haben muss Denn wenn man den Maximalstrom von A bei den V V sind Quellspannung #V fallen aber bei der Diode ab% nimmt
kommt man auf Ί U ( V I ( A =
,
=
= 10 â„Ś
Man muss aber bedenken dass die Diode eine Maximalleistung von Watt hält die Widerständer aber nur +, Watt Deswegen muss man den minimalen Widerstand mit der Maximalleistung vom Widerstand und der Maximalspannung berechnen U ( V P( +,W =
=
, ,
= 0,02688
=
=
, ,
= 345,85â„Ś .( minimal Widerstand
Dadurch dass mit +,W nur einen Maximalstrom von + mA flieĂ&#x;t sollte man zwei Widerstände in Serie nehmen
damit mehr Strom flieĂ&#x;en kann U ( 2 3,V P( +,W
Platter Christian 4AEL 22.10.2014
=
= 53
=
bei Ω 46,5
= 86,49Ω
Anschließend wird die Schaltung aufgebaut und die Messungen durchgeführt. Mit deren Ergebnisse erstellt man eine Tabelle! U [V]
I [mA] 0,00 0,10 0,20 0,35 0,40 0,45 0,48 0,50 0,53 0,55 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75
R [Ω] 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,04 0,07 0,14 0,26 0,45 0,78 1,05 1,30 1,60 2,06 2,45 3,15 3,81 5,00 6,10 7,50 9,45 11,75 15,38 18,71 23,97 30,63 40,30
∞ ∞ ∞ ∞ 40,00 11,25 6,79 3,57 2,02 1,22 0,74 0,56 0,46 0,38 0,30 0,26 0,20 0,17 0,13 0,11 0,09 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,02
Nach 0,75V haben wir den maximalen Strom erreicht und deswegen kann man auch die Spannung nicht weiter erhöhen.
Platter Christian 4AEL 22.10.2014
45,00
Diodenkennlinie in Durchlassrichtung 40,00
35,00
30,00
I [mA]
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
U [V]
Platter Christian 4AEL 22.10.2014
Als nächstes haben wir die folgende Schaltung aufgebaut. Dadurch kann man die Diodenkennlinie direkt am Oszilloskop darstellen. X – Achse = Kanal 1 Y – Achse = Kanal 2
R1 = 2,2kΩ +
D1
R2
R3 = 100Ω R2 = 1kΩ
-
Uq = 5V
R1
R3
Auf diesem Bild kann man genau erkennen, dass bei 0,7V die Schleußenspannung erreicht wird.
Diodenkennlinie am Oszilloskop