laboratorium elektromaszynowychelementów automatyki

Protokół pomiarowy
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI
Podgrupa
Numer ćwiczenia
Nazwisko i imię
Ocena
Data wykonania
ćwiczenia
Podpis prowadzącego
zajęcia
Grupa
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
Temat
5
BADANIA ELEMENTÓW ELEKTRONICZNYCH
1. WYKAZ PRZYRZĄDÓW
Lp. Oznaczenie
przyrządu
1.
V1
2.
V2
3.
V3
4.
A1
5.
A2
6.
A3
7.
A4
Nazwa przyrządu
Typ przyrządu
Zakresy
pracy
Numer
Woltomierz
Woltomierz
Woltomierz
Amperomierz
Amperomierz
Amperomierz
Amperomierz
Potencjometr
suwakowy
Rezystor dodatkowy
Rezystor w obwodzie
bazy
Zasilacz stałoprądowy
8.
RP
9.
RD
10
RB
11.
Zasilacz
12.
Tr
Tranzystor
typu BD 137
13.
D1
Dioda prostownicza
typu BYP 401-400
14.
D2
Dioda stabilizacyjna
typu BZP 630 C11
Dopuszczalne graniczne wartości:
UCEmax=60V, ICmax=1A, Ptot = 6.5W, UEBmax=5V
IBmax=0.1A
Dopuszczalne graniczne wartości:
URWM = 400V, IFM = 1A
Dopuszczalne graniczne wartości:
UZmin = 10,4V, UZmax =11,6 V; IFM = 300mA,
Ptot = 0.25 W
Wyznaczając określone charakterystyki i parametry należy przestrzegać warunku
nie przekraczania dopuszczalnych granicznych wartości napięć, prądów i mocy.
1
2. SZKIC MAKIETY UKŁADU LABORATORYJNEGO
Układ laboratoryjny do badania elementów elektronicznych zmontowany jest na makiecie wg
schematu przedstawionego jak na rys. 1.
Rys.1. Widok makiety pomiarowej
2
3. PRZEBIEG POMIARÓW
3.1. Charakterystyka diody prostowniczej w kierunku przewodzenia IF = f (UF)
Pomiar charakterystyki diody prostowniczej wykonujemy przy odłączonym amperomierzu A4.
Układ pomiarowy połączyć zgodnie z rysunkiem 2.
Rys. 2. Układ pomiarowy do badania charakterystyki prądowo-napięciowej diody prostowniczej w
kierunku przewodzenia
Podczas montażu należy zwrócić uwagę na połączenie zacisku „” zasilacza z punktem K na
makiecie pomiarowej oraz punktu „+” zasilacza z odpowiednim zaciskiem potencjometru RP tak
aby poprzez jego suwak podać dodatnie napięcie do punktu A makiety. Woltomierz V3 połączyć z
zaciskami 7 i 8 (pomiar małych rezystancji). Suwak potencjometru RP przemieścić w położenie
minimalnego napięcia UF podanego na diodę. Wstępnie prześledzić przebieg charakterystyki w
ustalonym zakresie prądu przewodzenia. Poczynając od największej wartości prądu IF wykonać
minimum 10 pomiarów. Wyniki pomiarów prądów i odpowiadających im napięć wpisać do tabeli 1.
Typ diody prostowniczej .................
Tab. 1
IF mA
UF
V
Opracowanie wyników pomiarów:
 na podstawie wyników pomiarów sporządzić charakterystykę prądowo-napięciową diody,
 na podstawie wyznaczonej charakterystyki diody wyznaczyć następujące parametry diody
w kierunku przewodzenia: napięcie progowe UT0 i rezystancję dynamiczną rd .
3
3.2. Charakterystyka diody prostowniczej w kierunku zaporowym IR = f (UR )
Podczas montażu układu (rys.3) należy zwrócić uwagę na połączenie zacisku „” zasilacza z
punktem A na makiecie pomiarowej oraz punktu „+” zasilacza z odpowiednim zaciskiem
potencjometru RP tak aby poprzez jego suwak podać ujemne napięcie do punktu A makiety.
Woltomierz V3 połączyć z zaciskami 7 i 11 (pomiar dużych rezystancji). Suwak potencjometru RP
przemieścić w położenie minimalnego napięcia UF podanego na diodę.
Rys. 3. Układ pomiarowy do badania charakterystyki prądowo-napięciowej diody prostowniczej w
kierunku zaporowym
Wstępnie prześledzić przebieg charakterystyki w ustalonym zakresie prądu. Poczynając od
największej wartości prądu IF wykonać minimum 10 pomiarów. Wyniki pomiarów prądów i
odpowiadających im napięć wpisać do tabeli.2.
Typ diody prostowniczej .................
IR mA
UR
Tab. 2
V
Opracowanie wyników pomiarów:
 na podstawie wyników pomiarów sporządzić charakterystykę prądowo-napięciową diody
we wspólnym układzie współrzędnych z charakterystyką w kierunku przewodzenia,
 porównać przebieg charakterystyk badanej diody dla kierunku przewodzenia i zaporowego
ze szczególnym uwzględnieniem wartości rezystancji diody oraz uzasadnić metodę
pomiaru prądu i napięcia (dokładnie mierzony prąd lub dokładnie mierzone napięcie).
4
3.3. Charakterystyki diody stabilizacyjnej w kierunku przewodzenia i zaporowym IF = f (UF) i
IR = f (UR)
Pomiary charakterystyk diody stabilizacyjnej wykonujemy przy odłączonym amperomierzu A3.
Z uwagi na małe rezystancje w kierunku przewodzenia i zaporowym (w obszarze stabilizowanego
napięcia) pomiary w obu kierunku wykonujemy w układzie połączeń zgodnie z rysunkiem 4.
Woltomierz V3 połączyć z zaciskami 7 i 9.
Rys.4. Układ pomiarowy do badania charakterystyk prądowo-napięciowych diody stabilizacyjnej
W przypadku badania diody w kierunku przewodzenia zwrócić uwagę na połączenie zacisku
„+” zasilacza z punktem A na makiecie pomiarowej oraz punktu „” zasilacza z zaciskiem
potencjometru RP tak, aby poprzez jego suwak podać dodatnie napięcie do punktu A makiety.
Suwak potencjometru RP przemieścić w położenie odpowiadające minimalnemu napięciu
podanemu na diodę. Wstępnie prześledzić przebieg charakterystyki IR =f (UR) w ustalonym zakresie
prądu. Następnie poczynając od największej wartości prądu IF wykonać minimum 10 pomiarów.
Wyniki pomiarów prądów i odpowiadających im napięć diody spolaryzowanej w kierunku
przewodzenia wpisać do tabeli 3.
Typ diody stabilizacyjnej .................
Tab.3
IF mA
UF
V
W przypadku badania diody w kierunku zaporowym zwrócić uwagę na połączenie zacisku „”
zasilacza z punktem A na makiecie pomiarowej oraz punktu „+” zasilacza z zaciskiem
potencjometru RP tak, aby poprzez jego suwak podać ujemne napięcie do punktu A makiety.
Woltomierza V3 pozostawić połączony z zaciskami 7 i 9. Suwak potencjometru RP przemieścić w
położenie odpowiadające minimalnemu napięciu podanemu na diodę. Wstępnie prześledzić
5
przebieg charakterystyki IF =f (UF) w ustalonym zakresie prądu. Następnie poczynając od
największej wartości prądu IF wykonać minimum 10 pomiarów. Wyniki pomiarów prądów i
odpowiadających im napięć wpisać do tabeli 4.
Typ diody stabilizacyjnej .................
Tab. 4
IR mA
UR
V
Opracowanie wyników pomiarów:
 na podstawie wyników pomiarów sporządzić charakterystykę prądowo-napięciową diody
we wspólnym układzie współrzędnych z charakterystyką w kierunku przewodzenia,
 na podstawie wyznaczonych charakterystyk diody obliczyć następujące parametry diody
stabilizacyjnej: wartości napięć i prądów U Z min , UZ, U Z max , I Z min , I Z , I Z max oraz
rezystancję dynamiczną rd ,
 porównać przebieg charakterystyk badanej diody w kierunku przewodzenia i zaporowym
oraz z analogicznymi charakterystykami diody prostowniczej.
3.4.
Wyznaczanie charakterystyk tranzystora w układzie OE
Charakterystyki tranzystora wyznacza się w układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 5.
Rys.5. Schemat pomiarowy do badania charakterystyk tranzystora w układzie OE
Zwrócić uwagę na połączenie zacisków „+” zasilaczy z punktem C makiety i zaciskiem
potencjometru RP (tak, aby poprzez jego suwak podać dodatnie napięcie do punktu B makiety).
6
Punkty „” zasilaczy połączyć do punktów E1 i E2. Suwak potencjometru RP przemieścić w
położenie odpowiadające minimalnej wartości napięcia podanego do układu pomiarowego.
Połączyć amperomierze A1 i A2 oraz woltomierze V1 i V2 do punktów zgodnie z oznaczeniami na
schemacie i makiecie.
Charakterystyki wyjściowe tranzystora IC = f(UCE )
Wartości prądu bazy należy uzgodnić z prowadzącym zajęcia. Wstępnie prześledzić przebieg
charakterystyki prądu IC w ustalonym zakresie, poprzez zmianę napięcia UCE od zerowej wartości
do takiej przy której IC=100mA. Pomiary rozpocząć od wartości UCE, przy którym wartości prądu
IC=100mA. Zmniejszając wartość napięcia wykonać minimum 10 pomiarów. Wyniki pomiarów
prądów i odpowiadających im napięć wpisać do tabeli 5.
Typ tranzystora .................
IC
mA
UCE
V
IB1 = ............mA
Tab. 5
IB2 = ............mA
IC
mA
UCE
V
Opracowanie wyników pomiarów:
 na podstawie wyników pomiarów sporządzić wykresy charakterystyk wyjściowych
tranzystora dla obu wartości parametru IB,
 na podstawie wyznaczonych charakterystyk tranzystora określić h22E (konduktancję
wyjściową tranzystora w układzie OE) dla obu wartości parametru IB.
Charakterystyki przejściowe tranzystora IC = f(IB)
Typ tranzystora ................
IC
mA
IB
mA
UCE1 = ............V
Tab. 6
UCE2 = ............V
IC
mA
IB
mA
Pomiar charakterystyk przejściowych IC = f(IB ) wykonuje się, w tym samym układzie
pomiarowym jak pomiar charakterystyk wyjściowych, przy stałym napięciu kolektor-emiter UCE dla
dwóch różnych wartości tego parametru z przedziału od 3 do 8 V. Wstępnie prześledzić przebieg
7
charakterystyki w ustalonym zakresie prądu IB, przez zmianę położenia suwaka potencjometru RP od
zerowej wartości prądu bazy do wartości niewiększej niż 1 mA. Charakterystykę wyznaczyć,
zmniejszając prąd bazy, wykonując minimum 10 pomiarów. Wyniki pomiarów prądów kolektora i
odpowiadających im prądów bazy wpisać do tabeli 6.
Opracowanie wyników pomiarów:
 na podstawie wyników pomiarów sporządzić wykresy charakterystyk przejściowych
tranzystora dla obu wartości parametru UCE,
 na podstawie wyznaczonych charakterystyk tranzystora określić h21E (współczynnik
wzmocnienia prądowego tranzystora w układzie OE) dla obu wartości parametru UCE.
Charakterystyki wejściowe tranzystora IB = f(UBE )
Pomiar charakterystyk wejściowych IB = f(UBE ) wykonać przy stałym napięciu UCE dla dwóch
różnych wartości tego napięcia uzgodnionych z prowadzącym zajęcia (UCE<10V). Przed
rozpoczęciem wykonywania pomiarów zewrzeć amperomierz A2 poprzez połączenie punktów 3 i 4
zgodnie z oznaczeniami na rysunku 1. Wstępnie prześledzić przebieg charakterystyki w ustalonym
zakresie prądu IB, poprzez zmianę położenia suwaka potencjometru RP. Następnie poczynając od
największej wartości prądu IB, zmniejszając jego wartość do zera, wykonać minimum 10 pomiarów.
Wyniki pomiarów prądów i odpowiadających im napięć wpisać do tabeli 7.
Typ tranzystora .................
IB
mA
UBE
V
UCE1 = ............V
Tab. 7
UCE2 = ............V
IB
mA
UBE
V
Opracowanie wyników pomiarów:
 na podstawie wyników pomiarów sporządzić wykresy charakterystyki wejściowe
tranzystora dla obu wartości parametru UCE,
 na podstawie wyznaczonych charakterystyk tranzystora określić h11E (rezystancja
wejściową tranzystora w układzie OE) dla obu wartości parametru UCE.
8