Elektronische Systemen Prakticumverslag

Inhoudsopgave
1. Opdracht 1. Doorlaat karakteristiek van een diode meten
2. Sperkarakteristiek van een diode meten
3. Opdracht 2. Het gelijkrichtgedrag van een diode in combinatie met
een condensator meten.
4. Opdracht 3. Het gelijkrichtgedrag van een brugcel in combinatie met
een condensator meten.
5. Conclusies van de meetopdrachten.
Meting 1
Meting 2
Meting 3
6. Conclusies
7. Bijlages
Bijlage 1
Bijlage 2
Bijlage 3
Elektronische Systemen Prakticumverslag
Opdracht 1: Doorlaat karakteristiek van een diode meten.
De doorlaat karateristiek is gemeten aan de hand van het volgende schema:
Voor de bijbehorende grafiek zie bijlage 1
Ud [V]
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Id [mA]
0
0
0
0.03
0.52
4.75
50.8
949
Tussen de 0.7 en de 0.8 Volt heerst een erg groot stroomverschil. Op grond daarvan is de meting tussen de
0.7 en de 0.8 Volt nog een keer uitgevoerd. Deze keer met een stapgrootte van 0.01 Volt.
Ud [V]
0.70
0.71
0.72
0.73
0.74
0.75
0.76
0.77
0.78
0.79
0.80
Id [mA]
50.8
87
106
131
168
214
278
368
507
782
949
Deze waarden zijn
gemeten met de Fluke 83.
Stroom:
[mA]
Spanning:
[V]
Sperkarakteristiek van een diode meten.
De sperkarakteristiek is gemeten aan de hand van het volgende schema:
Ud [V]
0
1
2
3
4
Id [µA]
0.2
0.3
0.3
0.4
0.5
De stroom mag als 0 beschouwd worden.
Door de gekozen belastingsweerstand was het onmogelijk de spanning verder op te laten lopen. Dit had tot
gevolg dat het ook niet mogelijk was de doorslag karakteristiek te meten. Dit en het feit dat de apparatuur
niet beschadigd mocht worden.
Deze waarden zijn
gemeten met de Fluke 83
Stroom:
[µA]
Spanning:
[V]
Opdracht 2. Het gelijkrichtgedrag van een diode in
combinatie met een condensator meten.
De diode laat een stroom door wanneer de beschreven sinusgolf een positieve waarde heeft.
De diode spert de stroom wanneer de sinusgolf een negatieve waarde aan zou nemen. Dit gebeurt echter
niet door het sperren van de diode. Hierdoor zouden er horizintale lijnen ontstaan op de x-as (Id) tussen de
positieve toppen van de sinusgolf in. Ook dit gebeurt niet doordat de condensator, die in de schakeling is
opgenomen, zich ontlaadt op de zojuist genoemde tijdstippen. In de positieve top van de sinusgolf ontstaat
er een aflopende lijn naar de volgende positieve top van de golf. Dit is de rimpelspanning. (Het verschil
tussen de top-waarde van de wisselspanning, en de minimale waarde van de afvlakking.)
u  u c  T / R * C
Dat is dus in het geval met een weerstand van 10 kohm en 10 mikrofarad
20 * 10^-3 / 10*10^3 * 10*10^-6 = 0,2 Volt
Dat is dus in het geval met een weerstand van 4,7 kohm en 10 mikrofarad
20 * 10^-3 / 4,7*10^3 * 10*10^-6 = 0,43 Volt
Hoe lager de weerstand, des te hoger de rimpelspanning. Deze klopt vrij aardig met onze meetwaarden.
Voor de grafiek van de gemeten waarden, zie bijlage 2
Opdracht 3. Het gelijkrichtgedrag van een brugcel
in combinatie met een condensator meten.
In deze opstelling wordt gebruikt gemaakt van een brugcel. Deze kan gezien worden als een schakeling van
4 diodes. Deze schakeling zorgt ervoor dat bij een wisselspanning, het negatieve dal van een sinusgolf
omklapt naar het positieve gedeelte.
Echter, doordat de diodes pas bij een bepaalde spanning de stroom zullen doorlaten zal er tussen elke top,
op de x-as een horizontaal verloop zijn van de spanning.
Voegt men een condensator toe aan de schakeling, dan zal met hetzelfde beeld krijgen als bij de vorige
proefopstelling. Nu met het verschil dat de toppen van het scoopbeeld naast elkaar liggen en niet meer
gescheiden zijn door een halve sinus.
De condensator veroorzaakt een rimpelspanning. Dit houdt in dat de stroom niet terugloopt naar nul, maar
langzamer terugzakt. Uiteindelijk zou de spanning weer teruglopen naar nul, maar doordat de toppen van
de sinusgolven zo dicht bij elkaar liggen, zal deze de x-as niet raken.
Voor de gemeten waardes van meting 3, zie bijlage 3
Conclusies van de meetopdrachten.
Meting 1
Een diode laat maar in een richting stroom door. In de andere richting spert deze. Zou men in dit geval de
spanning te hoog opvoeren dan wordt de diode vernietigd. Dit is de doorslagspanning.
Bij de gemeten diode begon de stroom te lopen door de diode bij 0.7 Volt. Dat wil zeggen dat de gebruikte
diode 0.7 Volt nodig heeft om stroom door te laten. Dat is de drempelspanning.
Een diode maakt het mogelijk om stroom maar in een richting te laten lopen en dit pas te doen bij een
vooraf bepaald voltage.
Meting 2
Doordat de diode maar in een richting de stroom door kan laten, valt de negatieve spanning van de gemeten
sinusgolf weg. Er blijven dus alleen positieve waarden over, gescheiden door een halve sinus.
Door hier een condensator overheen te zetten, wordt de spanning afgevlakt. Dit wil zeggen dat de spanning
de nullijn niet meer raakt, de condensator ontlaadt zich immers langzamer dan een halve sinus.
Echter, bij een kleinere weerstand komt de spanning steeds dichter bij de nullijn te liggen. Dit komt doordat
de RC tijd korter wordt, waardoor het mogelijk is de condensator sneller te ontladen.
Meting 3
Zoals we uit de theorie al wisten zorgt een brugcel ervoor dat een wisselspanning naar een positieve
wisselspanning om te bouwen is. Deze brugcel zorgt ervoor dat de negatieve spanning van de sinus,
omklapt naar een positieve waarde. Op deze manier krijgt men opeenvolgende positieve pieken van een
halve sinus. Als men hier vervolgens een condensator over zet, zal de verzakking van de spanning minder
zijn, omdat de condensator de spanning heeft opgeslagen en deze langzaam loslaat via de
belastingsweerstand, totdat de volgende positieve top arriveert.
Het gelijkrichtgedrag van een brugcel
in combinatie met een condensator meten.
In deze opstelling wordt gebruikt gemaakt van een brugcel. Deze kan gezien worden als een schakeling van
4 diodes. Deze schakeling zorgt ervoor dat bij een wisselspanning, het negatieve dal van een sinusgolf
omklapt naar het positieve gedeelte.
Echter, doordat de diodes pas bij een bepaalde spanning de stroom zullen doorlaten zal er tussen elke top,
op de x-as een horizontaal verloop zijn van de spanning.
Voegt men een condensator toe aan de schakeling, dan zal met hetzelfde beeld krijgen als bij de vorige
proefopstelling. Nu met het verschil dat de toppen van het scoopbeeld naast elkaar liggen en niet meer
gescheiden zijn door een halve sinus.
De condensator veroorzaakt een rimpelspanning. Dit houdt in dat de stroom niet terugloopt naar nul, maar
langzamer terugzakt. Uiteindelijk zou de spanning weer teruglopen naar nul, maar doordat de toppen van
de sinusgolven zo dicht bij elkaar liggen, zal deze de x-as niet raken.
Bijlages