Allgemeiner Teil

Labor
6. Kennlinienmessung
14.05.2016
Allgemeiner Teil
Titel der Übung:
Übungsnummer:
Übungsplatz:
Datum der Übung:
Klasse:
Schriftführer:
Übungsteilnehmer:
Kennlinienmessung
6
7
11.11.2004
3BHELI
HAGER Andreas
HAGER Andreas
ANTONY Andreas
REIM Erich
SCHNEIDER Bernhard
Inhaltsverzeichnis:
Allgemeiner Teil
Inhaltsverzeichnis
1. Wissensfeststellung
2. Kenndaten des Prüflings bestimmen
2.1 elektrische Eigenschaften
3. Dimensionierung der Prüfschaltung
4. Aufbau der Messschaltung
5. Messtabellen und Diagramme
Datenblätter - Zener-Diode
Messprotokoll
Inventarliste
TIHTBL-Hollabrunn
Andreas HAGER 3BHELI
D:\75901223.doc
1
1
2
2
2
2
3
3-5
6-8
9-11
12
1/14
Labor
6. Kennlinienmessung
14.05.2016
1. Wissensfeststellung: Zu Beginn der Laborübung testete unser Übungsleiter,
ob wir über die theoretischen Kenntnisse verfügten, um an der Laborübung
„Kennlinienmessung“ teilzunehmen. Folgende Fragen wurden uns gestellt.
1) Kennlinie einer Z-Diode:
Lösung:
ID/[mA]
reale Z-Diode
ideale Z-Diode
UD/[V]
Z0
2) Schaltung zum Aufnehmen der Kennlinie der Z-Diode
Lösung:
ID
A
+
RV
U1
UD
V
2. Kenndaten des Prüflings bestimmen: Der Übungsleiter gab uns eine
Diode und dazu die entsprechenden Datenblätter (als Anhang). Unsere Aufgabe lag
darin die elektrischen Eigenschaften, die wir zu der Dimensionierung einer Schaltung
benötigten, aus dem Datenblatt zu suchen.
TYP der Diode: ZY 9.1  Zener Diode UZ=9.1V
2.1 elektrische Eigenschaften: UZ=8,5…9,6V
IZ=165mA bei TAmb=25°C
Ptot=2,0W
3. Dimensionierung der Prüfschaltung: Die nächste Aufgabe war, mit den
gefundenen Daten der Z-Diode eine Schaltung zu entwerfen, um ein SpannungsStrom Diagramm erstellen zu können.
IZ
RV
0…15V =
TIHTBL-Hollabrunn
U-UZ
RV= IZ
15V-9,1V
= 165mA
=35,75Ω E12: 39Ω
UZ
PRV=(U-UZ)·IZ=(15V-9,1V)·165mA=0,97W => PtotRv=1W
Andreas HAGER 3BHELI
D:\75901223.doc
2/14
Labor
6. Kennlinienmessung
14.05.2016
4. Aufbau der Messschaltung: Als sich der Übungsleiter von der Richtigkeit
unserer entwickelten Schaltung überzeugt hatte, durften wir die Schaltung auf dem
Steckbrett A aufbauen. Ein Amperemeter und ein Voltmeter wurden angeschlossen
um Werte für die Strom-Spannungskennlinie der Diode zu messen.
Prüfling: Z-Diode
P1
A
IZ
RV
G1
0…15V =
P1: MB=mA DC
P2: MB=V DC
UZ
V1
V P2
Steckbrett
5. Messtabellen: Nach der Inbetriebnahme der Schaltung einigten wir uns auf
bestimmte Spannungswerte, die eingestellt wurden um den dazugehörigen Strom
abzulesen. Später entwarfen wir dann mit diesen Werten die U-I Kennlinie.
Diodenspannung
UZ [V]
0
1,73
3,65
5,59
7,6
8,5
8,6
8,7
8,8
8,9
Diodenstrom
IZ [mA]
0
0
0
0
0
0
0
0
1,650
22,20
Diodenspannung
UZ [V]
9,0
9,1
9,2
9,3
9,4
9,5
9,6
Diodenstrom
IZ [mA]
30,00
57,50
73,24
91,00
107,50
110,00
143,70
Iz/[mA]
U-I Kennlinie einer Zener-Diode ZY 9,1
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Uz/[V]
TIHTBL-Hollabrunn
Andreas HAGER 3BHELI
D:\75901223.doc
3/14
Labor
6. Kennlinienmessung
14.05.2016
Iz/[mA]
Knickstelle der Z-Diode
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
8,5
8,6
8,7
8,8
8,9
9
9,1
9,2
9,3
9,4
9,5
9,6
Uz/[V]
Da das Diagramm keine „schöne“ Z-Dioden Kennlinie aufweist, zeigte uns der
Übungsleiter eine andere Methode Werte aufzunehmen. Bei der vorherigen Methode
wurde immer der Spannungswert eingestellt und der Strom abgelesen. Die neue
Methode funktioniert folgendermaßen: Da die Abstände der Spannung im 0,1V
Bereich lagen und somit schlecht einzustellen waren, stellten wir den Strom ein und
lasen die Spannung ab.
Diodenspannung
UZ [V]
8,9
8,96
9,10
9,22
Diodenstrom
IZ [mA]
10
25
50
75
Diodenspannung
UZ [V]
9,36
9,51
9,65
9,7
Diodenstrom
IZ [mA]
100
125
150
165
Iz/[mA]
U-I Kennlinie einer Zener-Diode ZY 9,1
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
8,8
8,9
9
9,1
9,2
9,3
9,4
9,5
9,6
9,7
Uz/[V]
TIHTBL-Hollabrunn
Andreas HAGER 3BHELI
D:\75901223.doc
4/14
Labor
6. Kennlinienmessung
14.05.2016
Diese U-I Kennlinie ist verhält sich schon annähernd so, wie die einer Zener-Diode.
Da die Erwärmung des Bauteils nicht gleichmäßig verlaufen ist, hat die Kennlinie ein
paar Knicke. Jetzt wird die Messung von 3 Werten bei max. Temperatur nochmals
durchgeführt. Das Resultat sollte die U-I Kennlinie der Zener-Diode werden.
Diodenspannung
UZ [V]
9,6
9,47
9,22
Diodenstrom
IZ [mA]
150
100
50
U-I Kennlinie der Zener-Diode ZY 9,1 (Knickstelle)
160
140
120
I/[mA]
100
80
60
40
20
0
8,4
8,6
8,8
9
9,2
9,4
9,6
Uz/[V]
U-I Kennlinie der Zener-Diode ZY 9,1
160
140
120
I/[mA]
100
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Uz/[V]
TIHTBL-Hollabrunn
Andreas HAGER 3BHELI
D:\75901223.doc
5/14