FIZIČKA ELEKTRONIKA Laboratorijske vežbe Snimanje karakteristika dioda VAŽNA NAPOMENA: ZA VREME POSTAVLJANJA VEŽBE (SASTAVLJANJA ELEKTRIČNE ŠEME) I PRIKLJUČIVANJA MERNIH INSTRUMENATA MAKETA MORA BITI ODVOJENA OD NAPAJANJA! TEK NAKON ŠTO PREDMETNI ASISTENT ODOBRI UPOTREBU VEŽBE MOŽE SE PRIKLJUČITI MAKETA. NE PISATI PO OVOM UPUTSTVU. PRIPREMA MAKETE Prilikom izrade ove vežbe koristi se ispravljač napona, maketa, otpornik 180Ω, četri diode i dva merna instrumenta (voltmetar i ampermetar). Odmah na početku, a pre priključivanja na maketu, voltmetar je potrebno postaviti na opseg 20V, a ampermetar na opseg 20mA, vidi sliku 1. Pomoću makte i potrebnih komponenata sastaviti električnu šema kola koja je data je na slici 2. Gotova maketa treba da izgleda kao na slici 3. Potenciometar za promenu napona napajanja makete treba okrenuti u krajnji levi položaj. Priključiti ampermetar i voltmetar. Pozvati predmetnog asistenta radi provere ispravnosti sastavljene makete i nakon toga pristupiti izradi vežbe. Slika 1 Slika 2 1
Slika 3 IZRADA VEŽBE Potenciometar za promenu napona napajanja makete lagano oketati udesno dok se na voltmetru ne očita potreban napon (vidi tabele). Zatim zapisati očitanu vrednost struje prikazanu na ampermetru. Po završetku snimanja karakteristike jedne diode smanjiti napon napajanja na 0V, promeniti diodu i ponoviti postupak snimanja karakteristike. LED zelena V D 1.00 1.40 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 2.10 2.20 1N4007 V D 0.20 0.45 0.55 0.57 0.60 0.62 0.63 0.64 0.65 0.66 0.67 Schottky dioda V D 0.10 0.20 0.23 0.25 0.27 0.29 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 IC dioda V D 0.40 0.60 0.85 1.00 1.04 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 2
IZVEŠTAJ U izveštaju je potrebno navesti električnu šemu ove vežbe, postupak merenja i izmerene podatke u vidu tabela i grafikona (V D ). Karakteristike za sve četri diode nacrtati na istom grafikonu, koristeći milimetarski papir. Dimezije grafikona treba da budu približno fomata A4. Odrediti napon praga za svaku diodu (Presečna tačka tangente na karakteristiku diode u radnom režimu i x-ose). Svesku sa izveštajem OBAVEZNO predati asistentu radi overe na prvom narednom času laboratorijskih vežbanja. 3
FIZIČKA ELEKTRONIKA Laboratorijske vežbe Upotreba zener dioda VAŽNA NAPOMENA: ZA VREME POSTAVLJANJA VEŽBE (SASTAVLJANJA ELEKTRIČNE ŠEME) I PRIKLJUČIVANJA MERNIH INSTRUMENATA MAKETA MORA BITI ODVOJENA OD NAPAJANJA! TEK NAKON ŠTO PREDMETNI ASISTENT ODOBRI UPOTREBU VEŽBE MOŽE SE PRIKLJUČITI MAKETA. NE PISATI PO OVOM UPUTSTVU. PRIPREMA MAKETE Prilikom izrade ove vežbe koristi se ispravljač napona, maketa, otpornik 1kΩ, tri zener diode i dva merna instrumenta (voltmetri). Odmah na početku, a pre priključivanja na maketu, voltmetre je potrebno postaviti na opseg 20V, vidi sliku 1. Pomoću makete i potrebnih komponenata sastaviti električnu šema kola koja je data je na slici 2. Gotova maketa treba da izgleda kao na slici 3. Potenciometar za promenu napona napajanja makete treba okrenuti u krajnji levi položaj. Priključiti voltmetre. Pozvati predmetnog asistenta radi provere ispravnosti sastavljene makete i nakon toga pristupiti izradi vežbe. Slika 1 Slika 2 4
Slika 3 IZRADA VEŽBE a) Potenciometar za promenu napona napajanja makete lagano oketati udesno i time postepeno povećavati napon napajanja makete. Istovremeno očitavati napon Vin i napon Vout, a vrednosti uneti u tabelu. Posebno obratiti pažnju da se u blizini zenerovog napona korak smanji na oko 0.1~0.2 V, a kasnije, kada dioda provede korak može da bude 1V. Po završetku snimanja karakteristike jedne diode smanjiti napon napajanja na 0V, zameniti diodu od 2V1 diodom 5V6 i ponoviti postupak snimanja karakteristike. D1(2V1) V in V out D2(5V6) V in V out b) Da bi se ilustrovala upotreba zener dioda kao ograničavača i pozitivnog i negativnog napona potrebno je sastaviti maketu kao na slici 4. Električna šema je data na slici 5. Postupak izrade ovog dela vežbe je podeljen u dva dela. Najpre treba da se snimi Vout(Vin) kao u slučaju po a). Zatim vratiti potenciometar skroz ulevo (napon napajanje makete je time vraćen na 0V) i promeniti međusobno mesta priključcima za napajanje makete. Time praktično dovodimo negativan napon na maketu u odnosu na prethodni slučaj. Ponoviti postupak za snimanje karakteristike Vout(Vin). Ove dve karakteristike se snimaju samo za diode 2V1. Obe karakteristike treba da se nacrtaju na istom dijagramu (1. i 3. kvadrant). 5
Slika 4 c) Slika 5 Da bi se ilustrovala upotreba zener dioda kao stabilizatora različitih napona iz istog izvora napajanja, potrebno je sastaviti maketu kao na slici 6. Električna šema je data na slici 7. Slika 6 6
Slika 7 Kao i uslučaju pod a) potrebno je snimiti krivu Vout(Vin). Koristi se samo pozitivan napon napajanja kao u slučaju pod a). Na istom dijagramu nacrtati napone na diodama D1 i D2 u funkciji napona napajanja. IZVEŠTAJ U izveštaju je potrebno navesti električnu šemu ove vežbe, postupak merenja i izmerene podatke u vidu tabela i grafikona. Koristiti milimetarski papir. Dimezije grafikona treba da budu približno fomata A4. Svesku sa izveštajem OBAVEZNO predati asistentu radi overe na prvom narednom času laboratorijskih vežbanja. 7
FIZIČKA ELEKTRONIKA Laboratorijske vežbe Snimanje karakteristike bipolarnog tranzistora VAŽNA NAPOMENA: ZA VREME POSTAVLJANJA VEŽBE (SASTAVLJANJA ELEKTRIČNE ŠEME) I PRIKLJUČIVANJA MERNIH INSTRUMENATA MAKETA MORA BITI ODVOJENA OD NAPAJANJA! TEK NAKON ŠTO PREDMETNI ASISTENT ODOBRI UPOTREBU VEŽBE MOŽE SE PRIKLJUČITI MAKETA. NE PISATI PO OVOM UPUTSTVU. PRIPREMA MAKETE Prilikom izrade ove vežbe koristi se ispravljač napona, maketa, otpornici 180E I 100K, bipolarni transistor BC107 i tri merna instrumenta (2 voltmetra i ampermetar). Odmah na početku, a pre priključivanja na maketu, voltmetar je potrebno postaviti na opseg 20V, a ampermetar na opseg 20mA, vidi sliku 1. Pomoću makete i potrebnih komponenata sastaviti električnu šema kola koja je data je na slici 2. Gotova maketa treba da izgleda kao na slici 3. Potenciometar za promenu napona napajanja makete i potenciometar za promenu bazne struje tranzistora treba okrenuti u krajnji levi položaj. Priključiti ampermetar i voltmetre. Pozvati predmetnog asistenta radi provere ispravnosti sastavljene makete i nakon toga pristupiti izradi vežbe. Slika 1 Slika 2 8
Slika 3 IZRADA VEŽBE Potenciometar za promenu bazne struje tranzistora podesiti tako da voltmetar V 1 pokazuje 1V. S obzirom da je V 1 napon na otporniku od 100k, to znači da je bazna struja I B =V 1 /R=1V/100k=10 A. Potenciometar za promenu napona napajanja makete lagano oketati udesno dok se na voltmetru ne očita potreban napon V CE (vidi tabele). Zatim zapisati očitanu vrednost struje I C izmerenu ampermetrom. Za vreme snimanja karakteristike bazna struja se mora održavati konstantnom. Ukoliko je potrebno, izvršiti korekciju potenciometrom za podešavanje bazne struje. Po završetku snimanja karakteristike za jednu vrednost bazne struje smanjiti napon napajanja na 0V, povećati baznu struju i ponoviti postupak snimanja karakteristike. I B =10 A (V 1 =1V) V CE 0.20 0.30 0.60 2.00 4.00 6.00 8.00 I C I B =20 A (V 1 =2V) V CE 0.20 0.30 0.60 2.00 4.00 6.00 8.00 I C I B =30 A (V 1 =3V) V CE 0.20 0.30 0.60 2.00 4.00 6.00 8.00 I C 9
IZVEŠTAJ U izveštaju je potrebno navesti električnu šemu ove vežbe, postupak merenja i izmerene podatke u vidu tabela i grafikona I C (V CE ). Karakteristike za sve tri bazne struje (10 A, 20 A, 30 A) nacrtati na istom grafikonu. Ukoliko se grafikon crta ručno, koristiti milimetarski papir. Dimezije grafikona treba da budu približno fomata A4. Odrediti pojačanje ovog tranzistora: izabrati dve tačke u aktivnoj oblasti rada tranzistora na karakteristikama za 10 A i 30 A, a pojačanje izračunati kao: = I C / I B =I C3 -I C1 /I B3 -I B1 Na grafikonu označiti oblasti rada tranzistora. Svesku sa izveštajem OBAVEZNO predati asistentu radi overe na prvom narednom času laboratorijskih vežbanja. 10
FIZIČKA ELEKTRONIKA Laboratorijske vežbe Snimanje karakteristike MOS tranzistora VAŽNA NAPOMENA: ZA VREME POSTAVLJANJA VEŽBE (SASTAVLJANJA ELEKTRIČNE ŠEME) I PRIKLJUČIVANJA MERNIH INSTRUMENATA MAKETA MORA BITI ODVOJENA OD NAPAJANJA! TEK NAKON ŠTO PREDMETNI ASISTENT ODOBRI UPOTREBU VEŽBE MOŽE SE PRIKLJUČITI MAKETA. NE PISATI PO OVOM UPUTSTVU. PRIPREMA MAKETE Prilikom izrade ove vežbe koristi se ispravljač napona, maketa, otpornici 180E i 100K, MOS transistor IRF510 i tri merna instrumenta (2 voltmetra i ampermetar). Odmah na početku, a pre priključivanja na maketu, voltmetar je potrebno postaviti na opseg 20V, a ampermetar na opseg 20mA, vidi sliku 1. Pomoću makete i potrebnih komponenata sastaviti električnu šema kola koja je data je na slici 2. Gotova maketa treba da izgleda kao na slici 3. Potenciometar za promenu napona napajanja makete i potenciometar za promenu napona V GS tranzistora treba okrenuti u krajnji levi položaj. Priključiti ampermetar i voltmetre. Pozvati predmetnog asistenta radi provere ispravnosti sastavljene makete i nakon toga pristupiti izradi vežbe. Slika 1 Slika 2 11
Slika 3 IZRADA VEŽBE Potenciometar za promenu napona V GS tranzistora podesiti tako da voltmetar pokazuje 2.80V. Potenciometar za promenu napona napajanja makete lagano oketati udesno dok se na voltmetru ne očita potreban napon V DS (vidi tabele). Zatim zapisati očitanu vrednost struje izmerenu ampermetrom. Za vreme snimanja karakteristike napon V GS se mora održavati konstantnim. Ukoliko je potrebno, izvršiti korekciju potenciometrom za podešavanje ovog napona. Po završetku snimanja karakteristike za jednu vrednost napona V GS smanjiti napon napajanja na 0V, povećati napon V GS i ponoviti postupak snimanja karakteristike. V GS =2.80V V DS 0.02 0.05 0.10 0.30 0.40 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 V GS =2.90V V DS 0.02 0.05 0.10 0.30 0.40 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 V GS =3.00V V DS 0.02 0.05 0.10 0.30 0.40 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 12
IZVEŠTAJ U izveštaju je potrebno navesti električnu šemu ove vežbe, postupak merenja i izmerene podatke u vidu tabela i grafikona (V DS ). Karakteristike za sve tri vrednosti napona V GS (2.80V, 2.90V, 3.00V) nacrtati na istom grafikonu. Ukoliko se grafikon crta ručno, koristiti milimetarski papir. Dimezije grafikona treba da budu približno fomata A4. Na grafikonu označiti oblasti rada tranzistora. Svesku sa izveštajem OBAVEZNO predati asistentu radi overe na prvom narednom času laboratorijskih vežbanja. 13