|
0808 |
Charakteristiky diod
|
|
25.01.2011
|
U dvoukanálového osciloskopu je možné přepnout jeden z kanálů na vodorovný vychylovací systém místo časové základny. Tak je možné zobrazit charakteristiku diody jako vztah mezi napětím na diodě a proudem diodou který snímáme jako úbytek na odporu R1. Přípravek je napájený střídavým napětím 16V / 50Hz. Toto napětí je třeba zvolit tak, aby Umax nepřesáhlo povolené vstupní napětí osciloskopu a sond. Když je velikost odporu R1 v desítkové řadě můžeme snadno vypočítat měřítko pro výchylku způsobenou proudem. Při odečítacím měřítku 2 V/dílek a odporu R = 1kΩ je měřítko podle Ohmova zákona:
I = (U/dílek) / R
I = (2V / dílek) / 1000
I = 2 mA / dílek
Musíme si ale vhodně posunout průběh na osciloskopu a dostat počátky os na příslušné místo. I když je zobrazení na osciloskopu velice názorné, daleko přesnější a pohodlnější je měření pomocí voltmetru a ampérmetru. Pokud z osciloskopu známe tvar křivky, můžeme si zvolit pro měření vhodné body. Další nastavení je z použitého osciloskopu DSO 2150 USB.
Vyřadíme časovou základnu a připojíme oba vstupy na vychylování ve směru os. Měl jsem zapojený Ch1 na snímání napětí a CH2 na snímání proudu. Aby byla křivka ve správných kvadrantech, je třeba zvolit u napěťového vstupu inverzní vychylování. Potom je zobrazený průběh v propustném směru v I. kvadrantu a III. kvadrant znázorňuje křivku v nepropustném směru. Zobrazené průběhy nemají nastavené počátky os, Jsou nastaveny tak, aby byl zobrazen celý průběh v intervalu ±27V.
Zobrazování charakteristik
U dvoukanálového osciloskopu je možné přepnout jeden z kanálů na vodorovný vychylovací systém místo časové základny. Tak je možné zobrazit charakteristiku diody jako vztah mezi napětím na diodě a proudem diodou který snímáme jako úbytek na odporu R1. Přípravek je napájený střídavým napětím 16V / 50Hz. Toto napětí je třeba zvolit tak, aby Umax nepřesáhlo povolené vstupní napětí osciloskopu a sond. Když je velikost odporu R1 v desítkové řadě můžeme snadno vypočítat měřítko pro výchylku způsobenou proudem. Při odečítacím měřítku 2 V/dílek a odporu R = 1kΩ je měřítko podle Ohmova zákona:
I = (U/dílek) / R
I = (2V / dílek) / 1000
I = 2 mA / dílek
Musíme si ale vhodně posunout průběh na osciloskopu a dostat počátky os na příslušné místo. I když je zobrazení na osciloskopu velice názorné, daleko přesnější a pohodlnější je měření pomocí voltmetru a ampérmetru. Pokud z osciloskopu známe tvar křivky, můžeme si zvolit pro měření vhodné body. Další nastavení je z použitého osciloskopu DSO 2150 USB.
Vyřadíme časovou základnu a připojíme oba vstupy na vychylování ve směru os. Měl jsem zapojený Ch1 na snímání napětí a CH2 na snímání proudu. Aby byla křivka ve správných kvadrantech, je třeba zvolit u napěťového vstupu inverzní vychylování. Potom je zobrazený průběh v propustném směru v I. kvadrantu a III. kvadrant znázorňuje křivku v nepropustném směru. Zobrazené průběhy nemají nastavené počátky os, Jsou nastaveny tak, aby byl zobrazen celý průběh v intervalu ±27V.
1N4148
Je to myslím jedna z nejběžnějších diod. Úbytek na diodě v propustném směru je v zobrazeném intervalu konstantní. Je jí možné použít nejen pro usměrnění, ale i jako stabilizátor malého napětí. Katalog uvádí úbytek v propustném směru 1V od proudu 10mA do Imax. Sériovým řazením jde napětí zvyšovat.
Ale na průběhu náhodně vybrané diody vidíme, že to tak úplně pravda není. Na horním grafu je znázorněn průběh napětí na diodě při proudech 1 až 25mA. Od 10mA není ještě úbytek ustálený. Nejlépe to vidíme na spodním grafu. Tam je znázorněn rozdíl napětí na diodě při změně proudu diodou. Pokud změníme proud v propustném směru z 1mA na 2mA, změní se napětí o 32mV, pokud změníme proud z 2mA na 3mA, změní se napětí na diodě o 20mV. Za vyhovující pro účely stabilizace je možné považovat pokud je proud touto diodou větší než 12mA.
Zenerova dioda 6V8
Typický průběh Zenerovy diody. V prvním kvadrantu je opět průběh v propustném směru. Ve třetím kvadrantu je vidět zlom v závěrném směru a pomalu rostoucí Zenerovo napětí.
Diody LED
Tady je graf velice zajímavý. V nepropustném směru se LED chová jako normální dioda. Napětí na diodě v propustném směru je opět konstantní, jen má větší velikost než u klasické diody. Dioda LED jde velice dobře použít v propustném směru jako stabilizátor napětí.
Průběhy napětí na diodách LED při různém proudu jsou na dalším grafu. V následujícím popisu je uvedena barva a průměr diody, pokud je známo i typ. ΔU je průměrná změna napětí při změně proudu diodou o 1mA. U10 je napětí na diodě při proudu 10mA. Číslování odpovídá pořadí v legendě.
| legenda | barva | rozměr / typ | ΔU [V/mA] | U10 [V]
|
| 1 | žlutá | ø3,5mm | 0,023 | 2,04 |
| 2 | zelená | ø3,5mm | 0,020 | 2,09 |
| 3 | zelená | ø 5mm | 0,025 | 2,11 |
| 4 | červená | ø 5mm | 0,024 | 1,88 |
| 5 | bílá | ø 5mm | 0,020 | 3,01 |
| 6 | bílá | SMD / LWT673 | 0,048 | 3,20 |
Nemyslím, že by se začaly diody hromadně používat jako stabilizátory, ale mohou být třeba použity pro jemné doladění napětí u pevně nastavených stabilizátorů. Samostatné klasické diody můžou být použity jako stabilizátory malých napětí. Pro tyto účely je také možné využít přechody v tranzistorech.
Provizorní přípravek pro snímání charakteristik diod osciloskopem.
