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Curva caratteristica di un Diodo

 
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MATERIALI ADOPERATI:

-2 multimetri digitali utilizzati come voltimetro (per misurare la tensione ai capi del diodo) e come milliamperometro collegato in serie alla resistenza.

-Un alimentatore per alimentare il circuito.

-Una resistenza 1Kohm.

-Diodo IN4007 fa parte di una famiglia di diodi al silicio, il loro impiego più comune è nel raddrizzamento delle tensioni alternate.

-Una breadboard sulla quale abbiamo montato il circuito.

Diodo

Dopo aver assemblato il circuito, variate la tensione E da 1V fino a 14V.(aggiungendo ad ogni misurazione 1V)

Curva Diodo

Dopo aver fatto 14 misurazioni disegnate su carta millimetrata la curva caratteristica del diodo mettendo sull’ asse delle Y la corrente e sull’asse X la tensione ai capi del diodo.

Dalla figura riportata qui sopra possiamo dedurre quindi che:

1-Se la tensione ai capi del diodo non supera la sua tensione di soglia esso idealmente non dovrebbe condurre ma nella realtà anche se di pochissimo conduce corrente,nei diodi al silicio la soglia varia tra i 0,5V ed i 0,7V.

2-Quando la tensione ai capi del diodo è superiore a quella di soglia avremo un incremento esponenziale della corrente che aumenterà alle piccole variazioni di tensione,lo possiamo notare dai dati riportati in tabella i quali mostrano che al variare della tensione dell’alimentatore avremo ai capi del diodo una variazione di tensione che va dai 570(mV) ai 731(mV),mentre la corrente varia dai 60(mA) ai 1395(mA).

3-La tensione Vz è la tensione di breakdown la quale indica il valore massimo della tensione che può supportare il diodo se viene polarizzato inversamente,una volta superata questa soglia il diodo si rompe conducendo corrente.

 

Diodo Zener

 
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Il diodo Zener è un componente elettronico che viene utilizzato come stabilizzatore di tensioni continue, dove il valore di quest’ultima è uguale alla tensione di Zener. Questo diodo e diverso da quello classico perché per utilizzarlo come si deve dobbiamo polarizzarlo inversamente e cioè: collegando il positivo dell’alimentazione all’anodo del diodo ed il suo catodo al negativo. Per permetterci di avere in uscita una tensione continua costante esso utilizza l’effetto breakdown con il quale tutta la tensione in eccesso(cioè maggiore alla tensione di Zener) viene dissipata in calore

In quest’esperienza verificheremo la caratteristica del diodo Zener assemblando un semplice circuito,utilizzando:

-Due multimetri digitali con i quali misureremo la tensione d’uscita ed anche la corrente.

-Un diodo Zener con tensione Zener di 5V

-Tre resistenze di cui una da 1Kohm utilizzata come carico e due de 330 e 470 utilizzate per dissipare la corrente in eccesso sull’uscita dello Zener.

-Un alimentatore con display analogico.

-Una breadoard sulla quale abbiamo montato il circuito,e vari cavi per collegare gli strumenti al circuito.

Successivamente realizzate 4 circuiti simili tra loro:

1-Il primo è un nostro esperimento perché vogliamo osservare come si comporta il diodo Zener qundo viene polarizzato direttamente come un diodo normale.

 

ZenerTabella zener

2-Nel secondo polarizziamo il diodo inversamente utilizzando la resistenza R (330ohm) come dissipatore. zener 2tabella zener 23-Nel terzo caso sostituiamo semplicemente la resistenza R con un’altra resistenza di valore più grande cioè 470ohm.

zener 2Tabella zener 3

4-Nell’ultimo caso levate la resistenza RC per avere in uscita una misura più precisa.

Immagin4terye

Tabella zener 4Finite le misurazioni con questi vari circuiti possiamodire che:

1-Se la tensione E-VR non è maggiore alla tensione del diodo Zener esso si comporterà come un interruttore aperto anche se passa soltanto una piccolissima quantità di corrente.

2-Se invece E-VR è superiore alla tensione di Zener avremo ai capi del diodo una tensione continua costante il cui valore sarà uguale alla tensione di Zener.

3-Senza la resistenza R rischieremmo di bruciare il diodo,perché il suo compito è quello di dissipare in calore tutta la corrente in eccesso che arriva sullo Zener.

4-Utilizzando il diodo Zener come un normale diodo abbiamo osservato che il suo comportamento è analogo ad esso.