Name: Elias Pritzi
Datum: 22.10.2014 Klasse: 4AEL
Labor端bung 3
Diodenkennlinie
Elias Pritzi
Name: Elias Pritzi
Datum: 22.10.2014 Klasse: 4AEL
Elektronik LaborĂźbung: 03 Diodenkennlinie Aufgabenstellung: In dieser LaborĂźbung 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.
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Zeichne den 1. Schaltplan auf die Formular-Vorlage und trage die Messpunkte ein
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Zeichne die nach deinen theoretischen Kenntnissen zu erwartenden Kennlinien
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Berechne sämtliche relevanten Werte der Schaltung
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Bestimme die Kennlinie einer Diode in Durchlassrichtung
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Trage die Messpunkte in eine Excel Tabelle ein und stelle sie dann grafisch dar
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Berechne den Diodenstrom IF mit folgender Formel: đ??źđ??š = đ??ź0 ∗ đ?‘’ đ?‘›âˆ—đ?‘ˆđ?‘‡
đ?‘ˆđ??š
Benutze dafĂźr die Mathematikfunktion von Excel. FĂźr I0 soll der Wert 1nA angenommen werden. UT ist eine temperaturabhängige KorrekturgrĂśĂ&#x;e, fĂźr 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 dafĂźr im XY-Mode betrieben werden!
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Speichere diese Kennlinie auf einem Datenträger und fßge sie in das Protokoll ein
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Beurteile alle Ergebnisse
Name: Elias Pritzi
Datum: 22.10.2014 Klasse: 4AEL
Schaltung & Bauteile:
đ?‘…1 = đ?‘…2 = 100Ί đ?‘ƒ = 10đ?‘˜ÎŠ đ?‘ˆ0 = 10đ?‘‰ đ??źđ??ˇđ?‘€đ??´đ?‘‹ = 1đ??´
Abbildung 1 - Schaltung 1
Berechnungen: Als erstes wurden die benÜtigten Widerstandswerte berechnet, damit kein Bauteil beim Versuch zerstÜrt werden kann. Da an der Diode eine Spannung UF von 0,7V abfällt, liegen im schlechtesten Fall 9,3V ßber dem Widerstand (anfänglich war die Schaltung nur mit einem Widerstand anstelle von 2 geplant). Aus dem Datenblatt wurde der Maximalstrom durch die Diode IDMAX = 1A abgelesen. Mit diesen 2 Werten lässt sich der Widerstandswert berechnen. �=
đ?‘ˆđ?‘… = 9,3Ί đ??źđ??ˇđ?‘€đ??´đ?‘‹
Somit bräuchte man einen Widerstand von mindestens 9,3â„Ś fĂźr die Diode. Da ein Widerstand lediglich 0,25W Leistung aushält und đ?‘ƒđ?‘… = đ?‘ˆđ?‘… ∗ đ??źđ??ˇđ?‘€đ??´đ?‘‹ = 9,3đ?‘Š ist der Widerstand das schwächste Element in der Schaltung und die Bauteile mĂźssen an diesen Werten angepasst werden. đ?‘ƒđ?‘…đ?‘€đ??´đ?‘‹ = 26,89đ?‘šđ??´ đ?‘ˆđ?‘… đ?‘ˆđ?‘… = = 345Ί đ??źđ?‘…đ?‘€đ??´đ?‘‹
đ??źđ?‘…đ?‘€đ??´đ?‘‹ = đ?‘…đ?‘šđ?‘–đ?‘›
Laut diesen Berechnungen braucht man einen Widerstand von mindestens 345â„Ś, wobei jedoch lediglich ein Strom von 26,89mA Ăźber die Diode flieĂ&#x;en kann. Um IRMAX zu erhĂśhen werden nun 2 Widerstände in Serie geschalten. Somit teilt sich UR auf UR1 und UR2 auf.
đ?‘ƒđ?‘…đ?‘€đ??´đ?‘‹ = 53,7đ?‘šđ??´ đ?‘ˆđ?‘…1 = 86,59Ί ďƒ 100â„Ś nächster verfĂźgbarer Widerstandswert đ??źđ?‘…đ?‘€đ??´đ?‘‹ =
đ?‘…đ?‘šđ?‘–đ?‘› =
đ?‘ˆđ?‘…1 đ??źđ?‘…đ?‘€đ??´đ?‘‹
đ?‘ˆđ?‘…1 = 45,5đ?‘šđ??´ đ?‘…1 Somit kann mit zwei 100â„Ś Widerständen in Serie ein Strom von maximal 45,5mA flieĂ&#x;en. đ??źđ?‘€đ??´đ?‘‹ =
Name: Elias Pritzi
Datum: 22.10.2014 Klasse: 4AEL
Durchführung: Anschließend wird die Schaltung aufgebaut und die Messungen durchgeführt.
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
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
R [Ω] ∞ ∞ ∞ ∞ 40000,00 11250,00 6785,71 3571,43 2019,23 1222,22 737,18 561,90 461,54 381,25 300,97 257,14 203,17 170,60 132,00 109,84 90,67 73,02 59,57 46,16 38,48 30,45 24,16 18,61
Ab diesem Wert war ein Erhöhen der Spannung nicht mehr möglich, da der maximale Strom von 45,5mA erreicht wurde.
Name: Elias Pritzi
Datum: 22.10.2014 Klasse: 4AEL
45,00
Diodenkennlinie in Durchlassrichtung
40,00
35,00
25,00 20,00 15,00 10,00 5,00
U [V]
0,75
0,74
0,73
0,72
0,71
0,70
0,69
0,68
0,67
0,66
0,65
0,64
0,63
0,62
0,61
0,60
0,59
0,58
0,55
0,53
0,50
0,48
0,45
0,40
0,35
0,20
0,00
0,10
I [MA]
30,00
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2. Schaltung: UB = 5V f = 50Hz
Abbildung 2 - Schaltung 2
Diese Schaltung wurde aufgebaut und somit die Diodenkennlinie direkt am Oszilloskop dargestellt. Dabei entspricht die xAchse Kanal 1 und die y-Achse Kanal 2. Dabei kann auch hier erkannt werden, dass bei einer Spannung von ca. 0,7 V die Schleusenspannung US erreicht wird.
Abbildung 3-Diodenkennlinie am Oszilloskop