Praktikum 3 Aufnahme der Diodenkennlinie

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1 Praktikum 3 Aufnahme der Diodenkennlinie Seite Inhalt 2 Einleitung 2 Vorbereitung 2 1. Statische Messung 3 2. Dynamische Messung 5 3. Einpuls-Mittelpunktschaltung 7 azit 8 Anhang Seite 1

2 Einleitung Bei diesem Praktikum beschäftigten wir uns eingehend mit der Diode. Zum einen führten wir sowohl eine statische, als auch dynamische Messung der Diodenkennlinie durch und befassten uns anschließend noch mit einer Einpuls-Mittelpunktschaltung. Vorbereitung Neben einem Studium der Vorlesungsunterlagen zum Thema Diode befassten wir uns auch mit den Möglichkeiten die Messgeräte vorteilhaft anzuschließen. Es gibt zwei Möglichkeiten: Zum einen die Stromfehlerschaltung, mit der man besonders genau Spannungen messen kann. Zum anderen gibt es die Spannungsfehlerschaltung, welche sich gut eignet um Ströme zu messen Die Kennlinie einer SI-Diode sehen Sie links dargestellt. Shockley sche Diodengleichung: I U UT = I s ( e 1) Aufgabenbearbeitung 1. Statische Messung Mit folgender Schaltung haben wir das Verhalten der beiden Dioden AA118 (Germanium) und 1N4007 (Silizium) aufgezeichnet: Seite 2

3 Gemessene Werte: AA 118 1N4007 I U U ma V V ,1 0,1 0,05 0,120 0,465 0,1 0,150 0,490 0,2 0,185 0,520 0,3 0,210 0,535 0,4 0,240 0,550 0,6 0,270 0,570 0,8 0,300 0,580 1,0 0,330 0,590 1,5 0,380 0, ,510 0, ,730 0, ,910 0, ,050 0, ,200 0, ,320 0, ,620 0, ,800 0,740 Bestimmung der Schwellenspannung aus den Tangenten (siehe Anhang) U 0, V _ AA _ 1 N , U 65V Beschreibung des Versuchsergebnisses: Wenn man die Diode in Durchlassrichtung betreibt, bildet sich die charakteristische Diodenkennlinie. Das geschieht bei Polung der Diode mit dem Spannungsüberschuss an der Anode. Bei einem Betrieb in Sperrrichtung (Spannungsüberschuss an der Kathode) ist kein Strom zu messen (die Diode sperrt). 2. Dynamische Messung Mit folgender Schaltung haben wir das Verhalten der beiden Dioden AA118 (Germanium) und 1N4007 (Silizium) aufgezeichnet: Seite 3

4 Oszilloskopausdrücke in X-Y-Darstellung: Ablesen der Schwellenspannung: U 0, V _ AA _ 1 N , U 65V Vergleich der Schwellenspannungen aus Statischer/Dynamischer Messung: Die Schwellenspannungen aus beiden Messungen sind fast identisch. Abweichungen ergeben sich durch Messfehler und Zeichenungenauigkeiten. (Zeichnung einer idealen Tangente kaum möglich) Seite 4

5 3. Einpuls-Mittelpunktschaltung Wir arbeiten mit folgender Schaltung: Gewonnene Oszilloskopausdrücke: U = 10V U1 = 5V Uˆ = 13, 4V U = 10V U1 = 5V Uˆ = 13, 4V Seite 5

6 Wirkungsweise der Einpuls-Mittelpunktschaltung: Bei dieser Schaltungsvariante werden die positiven Halbwellen durchgelassen und die negativen gesperrt. Bei dieser Schaltungsvariante werden die positiven Halbwellen durchgelassen und die negativen gesperrt. Bei dieser Schaltungsvariante werden die negativen Halbwellen durchgelassen und die positiven gesperrt. Bei dieser Schaltungsvariante werden die negativen Halbwellen durchgelassen und die positiven gesperrt. Berechnung und Beschreibung des Gleichrichtwerts (arithmetischer Mittelwert) der Schaltung: U1 5V = = 0,5 U 10V Der Gleichrichtwert ist durch den arithmetischen Mittelwert der Beträge über eine Periode T definiert. Seite 6

7 azit Da ein Gruppenmitglied schon Erfahrungen auf diesem Gebiet vorweisen konnte, war die Durchführung dieses Praktikums kein größeres Problem. Außerdem haben wir uns bei der Vorbereitung intensiv mit dem Thema beschäftigt (mit Hilfe des Skripts und Internets). Die Aufgaben konnten wir somit schnell und effektiv abarbeiten. Wobei man anmerken muss, dass einzelne Teilaspekte (wie z.b. die Bedeutung der einzelnen Quadranten der Diodenkennlinie) in der Vorlesung nicht richtig klar geworden sind. (insbesondere, wenn man kein Vorwissen auf diesen Gebieten aufweisen kann) Seite 7