Praktikum zur Vorlesung Elektronik SS Serie

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1 Praktikum zur Vorlesung Elektronik SS Serie Di :00-16:00 Uhr, Mi :00-16:00 Uhr, Fr :00-12:00 Uhr Ort: Gebäude (nfängerpraktikum) 1. Stock, Raum Kennlinie einer Diode: Mit der folgenden Schaltung soll die Kennlinie einer Diode aufgenommen werden. Die sinusförmige Eingangsspannung des Funktionsgenerators wird über einen Transformator erdfrei in die Messschaltung eingekoppelt. Der Strom durch die Diode wir über den Spannungsabfall am Widerstand gemessen. a) Übertragen Sie den Strom-Spannungsverlauf, den Sie mit dem Oszillographen in x-y Darstellung gemessen haben, in das unten stehende Diagramm. b) Wiederholen Sie die Messung in dem Sie die Siliziumdiode durch eine Germaniumdiode bzw. durch eine Zenerdiode ersetzen. c) Bestimmen Sie aus dem Diagram die Schleusenspannung der Silizium- und der Germaniumdiode und die Zenerspannung der Zenerdiode. I Diode =U y /R U Diode

2 2. Gleichrichterschaltungen: a) Bauen Sie die nachfolgende Einweg-Gleichrichterschaltung auf und messen Sie das Eingangs- und usgangssignal mit den Lastwiderständen R= 1 M k und 100 Übertragen Sie die Messungen in das Diagramm. Wo ist Wirkung der Schleusenspannung zu erkennen? U R t b) Schalten Sie einen Kondensator parallel zum Lastwiderstand und wiederholen Sie Punkt a). c) Geben Sie das Verhältnis der Spannungsschwankung U zur mplitude der maximalen Spannung U für die verschiedenen Lastwiderstände an. d) Bauen Sie die Zweiweggleichrichterschaltung auf und messen wie unter a) die Ein- und usgangsspannung und übertragen Sie sie in das Diagramm. e) Wiederholen Sie Punkt c) für diese Schaltung.

3 3. Spannungsvervielfachung: a) Bauen Sie die nachfolgend dargestellte so genannte Delon-Schaltung zur Spannungsverdopplung auf und messen Sie die Spannungen an den Knotenpunkten. Versuchen Sie die Wirkungsweise zu verstehen. b) Testen Sie die auf der Platine fertig aufgebaute Kaskadenschaltung zur Spannungsvervielfachung. Messen Sie an den eingezeichneten Punkten die Spannung um die Wirkungsweise zu verstehen. 4. Spannungsstabilisierung Mit der links stehenden Schaltung wird die Eingangsspannung mit Hilfe einer Zener-Diode stabilisiert. Es ist R1= 1 k, R2= 2.2 k und U1= 20 V. Stellen Sie zur Sicherheit die Strombegrenzung des Labornetzgerätes auf ca. 20 m.

4 a) Messen Sie die Spannung an dem Widerstand R2 und vergleichen Sie den Wert mit der Zener-Spannung der Diode. b) Belasten Sie die so erzeugte Gleichspannung mit verschiedenen Widerständen R2 und messen Sie die usgangsspannungen. c) Entfernen Sie den Widerstand R2. Variieren Sie die Eingangsspannung zwischen 0 V und 20 V. Tragen Sie den Strom I Z durch die Zener-Diode als Funktion der usgangsspannung U2 auf. d) Erweitern Sie die Schaltung aus der vorherigen ufgabe um einen Transistor (z.b. BC 550). Stellen Sie zur Sicherheit die Strombegrenzung des Labornetzgerätes auf ca. 100 m. e) Benutzen Sie die Spannung U1=15 V. Variieren Sie den Lastwiderstand R2 (4.7 k, 1 k, 200, 100 ) und messen Sie den Strom durch diesen Widerstand. Tragen Sie die Messwerte in das Diagramm ein und extrapolieren Sie auf den Lastwiderstand R=0. Wie groß ist der usgangswiderstand dieser Schaltung. I R2 R2

5 5. Transistor-Kennlinienschaltung Mit der unten stehenden Schaltung soll das usgangskennlinienfeld eins npn-transistors in der Emitter-Grundschaltung gemessen werden. Hierbei wird der Strom Ic als Funktion der Spannung Uce mit Ib als Parameter aufgetragen. Die gesuchten Ströme werden über Spannungsdifferenzen an den entsprechenden Widerständen bestimmt. Variiert wird die Spannung U3 mit dem Labornetzgerät. a) Machen Sie sich zunächst mit der Funktionsweise und dem Signallaufplan des USB- Datenaufnahmegerätes, mit dem die Spannungen gemessen werden sollen, vertraut. Gegebenenfalls können noch weitere nzeigen oder Datenmanipulationen eingefügt werden. b) Erweitern Sie die Messbereiche von Kanal 0 und Kanal 1 des USB-Datenaufnahmesystem auf U=+20 V. Kanal 2 und 3 können auf der ursprünglichen Empfindlichkeit von +2 V bleiben. c) Bauen Sie die Schaltung auf der bereitgestellten Platine auf und schließen Sie das USB- Datenaufnahmesystem an, um alle relevanten Spannungen zu messen. Es ist R1=2k,R3=100k,R4=1k und P = 10k (bereits eingebaut). d) Stellen Sie zunächst den Basisstrom Ib mit dem Potentiometer P so ein, dass bei einer Spannung U0~ 3V und U3 = 15 V die Spannung zwischen Kollektor und Emitter Uce gerade 7.5 V beträgt. e) Stellen Sie mit dem x-y-plotter Ic als Funktion von Uce und verschiedenen Basisströmen Ib dar. Die Messwerte können auch in eine Excel-Tabelle geschrieben werden. f) Wiederholen Sie e) mit erwärmtem Transistor. g) Bestimmen Sie aus dem Kennlinienfeld die Early-Spannung. für zwei verschiedene Basisströme. h) Variieren Sie die Spannung U0 bei fester Spannung U3 (z.b. 20 V). Wie erklären Sie sich den beobachteten Verlauf? i) Speisen Sie eine Sinusförmige Spannung (~1 Hz) über eine große Kapazität an die Basis des Transistor ein und beobachten Sie das Kennlinienfeld.

6 H-TRONIC USB M1 L ND1 M2 LE2 ND2 E0 - SUB1 M5 LE5 ND5 M3 LE3 ND3 E0 - SUB2 M6 LE6 ND6 M4 LE4 ND4 IN0 IN1 E2 IN2 E3 IN3 E4 IN4 E5 HTR1 IN5 IN6 IN7 E6 E7 E8 dd OFFSET PT1 PT2 RST T2 TB1 RNGE 0 N 0 NE2 X Y OX OY G1 T1 E0 SB1 1 INV1 PEN COLOR PT3 PT5 PT6 S2 PT7 RX RY D/U PW R G B FD X/Y CRS T3 SND Key HKS1 CURSOR ON/OFF PT4 S1 RST PLOT1