BEG 1

Fachbereich Ingenieurwissenschaften
Institut für Informatik, Automatisierung und Elektronik
Praktikum:
Bauelemente und Grundschaltungen
Vorlesung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Viehmann
Raum:
Betreuung:
Versuch:
Thema:
H20 / Labor Schaltungs- und Prozessortechnik
Dipl.-Ing. Peter Tabatt; M.Eng. Alexander Merkel
BEG 1
Halbleiterdiode, Leuchtdiode
1. Versuchsziel und Ausrüstung
Anhand von Grundschaltungen mit Leuchtdioden, Z-Diode und Gleichrichter werden
die elektrischen Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von Dioden untersucht.
Hinzu kommt die Vertiefung der Fertigkeiten im Umgang mit Messtechnik.
Arbeitsmodul Z-Diode / Leuchtdioden
Mit dem Arbeitsmodul Z-Diode / Leuchtdioden, siehe Anhang 1, werden die
Schaltungen mit Z-Diode und Leuchtdioden (LED) aufgebaut. Dazu sind die
entsprechenden Brücken zu stecken und die Messgeräte anzuschließen.
Arbeitsmodul Gleichrichtung
Das Arbeitsmodul Gleichrichtung, siehe Anhang 2, enthält Schaltungen zur Einwegund
Zweiweggleichrichtung. Es lassen sich verschiedene Widerstände und
Kondensatoren zuschalten. Gespeist werden die Gleichrichterschaltungen mit einer
Wechselspannung aus dem Funktionsgenerator.
2. Vorbereitung
- Grundlage des Versuches sind die Darlegungen über Dioden in der Vorlesung
„Bauelemente
und
Grundschaltungen“.
(Schaltsymbole,
Anschlussbezeichnungen, Kennlinien, Verhalten im elektr. Stromkreis)
- Informieren Sie sich darüber hinaus über Einweggleichrichtung, Zweiweggleichrichtung und Leuchtdioden!
- Bereiten Sie auf Millimeterpapier das Diagramm für die Z-Dioden-Kennlinie
IZ = f(UZ) vor! Gehen Sie dabei von einem Bereich UZ = (9 bis 11)V und einem
Bereich IZ = (0 bis 15)mA aus.
- Bereiten Sie für die Auswertung der Gleichrichterschaltungen zwei „leere
Oszilloskopbilder“ (8 cm x 8 cm) auf Millimeterpapier mit Freiraum für
Kommentare vor!
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3. Geräteliste
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
Arbeitsmodul Z-Diode / Leuchtdioden
Arbeitsmodul Gleichrichtung






Funktionsgenerator
Oszilloskop
Labornetzteil
Widerstandsdekade
Leitungen
Digitalmultimeter
Wichtiger Sicherheitshinweis: Unter 5.3 und 5.4 (Gleichrichtung) wird für die Erzeugung
der Wechselspannung ein Funktionsgenerator verwendet. Es erfolgt keine Einspeisung
von Netzspannung! Die Versuchsschaltungen sind vor der Inbetriebnahme vom
Laborbetreuer abzunehmen.
4. Literatur
 Vorlesungsmitschriften „Bauelemente und Grundschaltungen“
 Siehe Literaturempfehlungen im Lektorenverzeichnis
5. Versuchsdurchführung und Auswertung
5.1 Leuchtdioden
Der Versuchsaufbau besitzt die folgenden 3 Teilschaltungen:
1. Leuchtdiode Typ L53 als Standard-Leuchtdiode (Dauerbetrieb)
2. Leuchtdiode Typ L56 als selbstblinkende Leuchtdiode
3. Leuchtdiode Typ L59 als Zweifarben-Leuchtdiode (Bi-Color)
Durchführung
Beschalten Sie den Versuchsaufbau mit der Betriebsspannung UB = 30 V. Versehen
Sie anschließend die Teilschaltungen entsprechend der Aufgabenstellung mit
Brücken (Br) oder mit den notwendigen Messgeräten. Folgende Aufgaben sind zu
bearbeiten:
- Messen Sie den Flussstrom und die Flussspannung der Standard-Leuchtdiode
(L53)!
- Ermitteln Sie die Blinkfrequenz der selbstblinkenden Leuchtdiode (L56)!
- Messen Sie die Minimal- und Maximalwerte der Flussströme und der
Flussspannungen der beiden Teilzweige der Zweifarben-Leuchtdiode (L59)!
Auswertung
Notieren Sie die Messergebnisse! Bewerten Sie bei der Zweifarben-Leuchtdiode das
einstellbare Farbspektrum!
5.2 Z-Diode
Die betreffende Teilschaltung ist mit der Z-Diode BZX85C10 mit einer Z-Spannung
UZ = 10 V bestückt. Beschalten Sie den Versuchsaufbau mit einer einstellbaren
Spannungsquelle am Anschluss UB!
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Durchführung
Verändern Sie die Betriebsspannung UB im Bereich (0 bis 30)V und messen Sie den
Z-Strom IZ und die Z-Spannung UZ!
Auswertung
Stellen Sie die Funktion IZ = f(UZ) in einem Diagramm dar. Beurteilen Sie die
stabilisierende Wirkung bezüglich Uz. Hinweis: Darstellung der Bereiche UZ = (9 bis
11)V und IZ = (0 bis 15)mA.
5.3 Einweggleichrichtung
Schaltung
S1
MP1
D1
B1
B2
C1
100µF
B3
C2
47µF
B4
R1
150
R2
1,5k
S2
MP2
Abbildung 1: Einweggleichrichtung
Durchführung
Legen Sie eine sinusförmige Wechselspannung mit 50 Hz vom Funktionsgenerator
an das Arbeitsmodul an. Stellen Sie die Ausgangsspannung des Transformators
(Sekundärseite) auf USS = 12 V ein. Stellen Sie für die in Tabelle 1 aufgeführten
Zustände die Ausgangsspannung mit einem Oszilloskop (DC-Messbereich!) dar und
skizzieren Sie alle Fälle unter Angabe der eingestellten Ablenkkoeffizienten Ax
(Zeit/cm) und Ay
(Spannung/cm) in Ihr erstes vorbereitetes Bild auf
Millimeterpapier. Anmerkung: Beibehaltung der Ablenkkoeffizienten.
Tabelle 1: Einweggleichrichtung
Zustand
R []
C [µF]
1
150
0
2
1500
0
3
150
47
4
1500
47
5
150
100
6
1500
100
7

100
Auswertung
Welchen Einfluss haben R und C auf die Kurvenform der Ausgangsspannung?
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5.4 Zweiweggleichrichtung (Brückengleichrichtung)
Schaltung
S3
MP3
D5
2
B5
B6
B7
B8
D2
4
1
D3
D4
C3
100µF
3
C4
47µF
R3
150
R4
1,5k
S4
MP4
Abbildung 2: Zweiweggleichrichtung
Durchführung
Legen Sie eine sinusförmige Wechselspannung mit 50 Hz vom Funktionsgenerator
an das Arbeitsmodul an. Stellen Sie die Ausgangsspannung des Transformators
(Sekundärseite) auf USS = 12 V ein. Stellen Sie für die in Tabelle 2 aufgeführten
Zustände die Ausgangsspannung mit einem Oszilloskop (DC-Messbereich!) dar und
skizzieren Sie alle Fälle unter Angabe der eingestellten Ablenkkoeffizienten Ax
(Zeit/cm) und Ay (Spannung/cm) in Ihr 2. vorbereitetes Bild auf Millimeterpapier.
Anmerkung: Beibehaltung der Ablenkkoeffizienten.
Tabelle 2: Zweiweggleichrichtung
Zustand
R []
C [µF]
1
150
0
2
1500
0
3
150
47
4
1500
47
5
150
100
6
1500
100
7

100
Auswertung
Welchen Einfluss haben R und C auf die Kurvenform der Ausgangsspannung?
Vergleichen Sie die Kurvenformen mit denen der Einweggleichrichtung. Für welche
Fälle ist der Einsatz einer Einweggleichrichtung sinnvoll, wann ist eine
Brückengleichrichtung sinnvoll?
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Anhang 1
Arbeitsmodul Z-Diode / Leuchtdioden
Anhang 2
Arbeitsmodul Gleichrichtung
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