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Zenerdiode
Aufgabenstellung
· Aufnahme der Kennlinie im 3. Quadranten
· Spannungsstabilisierung (Lastkennlinie, Stabilisierungsfaktor)
1 Kennlinienaufnahme
1.1 Schaltung:
An der Diode vom Typ BZX79/15 wurde an eine Spannung U0=30V ± 20% gelegt. Um eine zu Starke Erwärmung der Diode und somit eine Verfälschung der Meßergebnisse zu verhindern, werde sie wassergekühlt und durch einen Transistor die Spannung für einen Großteil der Zeit weggeschaltet (10:1).
1.2 Berechnung
1.3 Aufbauplan auf einer Lötleiste
1.4 Messungen
(Schaltung vergl. Punkt 1.1)
U0 wurde mit P1, UZ mit P2/CH1 gemessen
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U0 [V] |
UZ [V] |
IZ [mA]rechnerisch |
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15 |
8,8 |
6,2 |
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18 |
10,5 |
7,5 |
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21 |
12,4 |
8,6 |
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23 |
13,6 |
9,4 |
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24 |
13,8 |
10,2 |
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25 |
13,8 |
11,2 |
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28 |
13,9 |
14,1 |
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32 |
14,0 |
18 |
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36 |
14,0 |
22 |
IZ wurde rechnerisch nach folgenden Formel ermittelt:
Die Wassertemperatur am Ende der Messung betrug 21 °C
Bemerkung: Wurde das Tastverhältnis des Funktionsgenerators von den zur Messung eingestellten 10:1 auf 1:10 verändert, stieg UZ um ca. 0,2V.
2 Spannungsstabilisierung
2.1 Schaltung:
Es gelten die gleichen Werte wie bei der Kennlinienaufnahme
Die Spannungen U0 und UL wurden mit einem parallelgeschalteten Multimeter gemessen.
2.2 Berechnung
2.3 Aufbauplan auf einer Lötleiste
2.4 Messungen
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UEIN [V] |
UAUS [V] RL=600W |
UAUS [V] RL=700W |
UAUS [V] RL=816W |
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24 |
- |
- |
8,39 |
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27 |
8,21 |
8,78 |
9,40 |
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30 |
9,06 |
9,71 |
10,42 |
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33 |
- |
- |
11,37 |
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36 |
10,80 |
11,59 |
12,37 |
3 Interpretation der Meßergebnisse
3.1 Kennlinienaufnahme
Die Kennlinie zeigt im wesentlichen den erwarteten Verlauf, der Strom im nichtleitenden Bereich bis etwa 13,5V Diodenspannung ist jedoch etwas groß. Die theoretische Durchbruchsspannung von 15 Volt wurde um genau 1V unterschritten. Um eine falsche Diode kann es sich jedoch kaum handeln, da der Aufdruck einwandfrei entzifferbar war und ein Wert BZX79/14 nicht existiert.
Die Änderung von UZ mit dem Tastverhältnis ist nur schwer erklärbar. Sie war auf dem Oszilloskop eindeutig feststellbar und kann wohl kaum auf eine Änderung in der Diodentemperatur durch die erhöhte Belastung zurückgeführt werden.
3.2 Spannungsstabilisierung
Die Kennlinie zeigt im wesentlichen den erwarteten Verlauf, die Spannung wird bei der Durchbruchsspannung, die bei der Kennlinienaufnahme ermittelt wurde, stabilisiert. Durch den bereits oben erwähnten Rechenfehler liegt sie bei der zu großen Belastung mit 816-600W jedoch unter der Durchbruchsspannung und kann somit nicht stabilisiert werden, dementsprechend schlecht ist auch der Stabilisierungsfaktor.
