331 |
miho |
1 |
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd"> |
187 |
miho |
2 |
<html> |
|
|
3 |
<head> |
|
|
4 |
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> |
|
|
5 |
<title> Není dioda jako dioda </title> |
|
|
6 |
<meta name="keywords" content="stavebnice MLAB měření diod "> |
|
|
7 |
<meta name="description" content="Projekt MLAB, Není dioda jako dioda"> |
|
|
8 |
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
|
|
9 |
<link rel="StyleSheet" href="../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl"> |
211 |
miho |
10 |
<link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../Web/PIC/MLAB.ico"> |
187 |
miho |
11 |
<script type="text/javascript" src="../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script> |
|
|
12 |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
|
13 |
</head> |
|
|
14 |
|
|
|
15 |
<body lang="cs"> |
|
|
16 |
|
|
|
17 |
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
|
|
18 |
<!-- ============== HLAVICKA ============== --> |
|
|
19 |
<div class="Header"> |
|
|
20 |
<script type="text/javascript"> |
|
|
21 |
<!-- |
|
|
22 |
SetRelativePath("../../../../"); |
|
|
23 |
DrawHeader(); |
|
|
24 |
// --> |
|
|
25 |
</script> |
|
|
26 |
<noscript> |
|
|
27 |
<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p> |
|
|
28 |
</noscript> |
|
|
29 |
</div> |
|
|
30 |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
|
31 |
|
|
|
32 |
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
|
|
33 |
<!-- ============== MENU ============== --> |
|
|
34 |
<div class="Menu"> |
|
|
35 |
<script type="text/javascript"> |
|
|
36 |
<!-- |
|
|
37 |
SetRelativePath("../../../../"); |
|
|
38 |
DrawMenu(); |
|
|
39 |
// --> |
|
|
40 |
</script> |
|
|
41 |
<noscript> |
|
|
42 |
<p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p> |
|
|
43 |
</noscript> |
|
|
44 |
</div> |
|
|
45 |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
|
46 |
|
|
|
47 |
<!-- ============== TEXT ============== --> |
|
|
48 |
<div class="Text"> |
|
|
49 |
<p class="Title"> |
|
|
50 |
Není dioda jako dioda |
|
|
51 |
</p> |
|
|
52 |
<p class="Subtitle"> |
190 |
miho |
53 |
Vybrali jsme zástupce od nejběžnějších diod a změřili jsme, jaké je |
|
|
54 |
na diodách napětí v propustném směru při různých proudech. |
|
|
55 |
</p> |
187 |
miho |
56 |
<p class=Autor> Milan Horkel</p> |
|
|
57 |
|
|
|
58 |
<p> |
190 |
miho |
59 |
<a href="../Není dioda jako dioda.pdf"><img class="NoBorder" |
187 |
miho |
60 |
src="../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico" |
190 |
miho |
61 |
alt="Acrobat"> PDF verze</a> |
187 |
miho |
62 |
</p> |
|
|
63 |
|
|
|
64 |
<h1> Data </h1> |
|
|
65 |
<p> |
|
|
66 |
Měřili jsme pomocí regulovatelného zdroje s omezovacím |
190 |
miho |
67 |
odporem 470Ω všechny diody najednou. |
187 |
miho |
68 |
</p> |
|
|
69 |
|
|
|
70 |
<table class="Center"> |
|
|
71 |
<tr> |
|
|
72 |
<th colspan=2 rowspan=2> Dioda </th> |
|
|
73 |
<th colspan=7 class="Center"> Proud [mA] </th> |
|
|
74 |
</tr> |
|
|
75 |
<tr class="Center"> |
|
|
76 |
<th> 0,1 </th> |
|
|
77 |
<th> 0,23 </th> |
|
|
78 |
<th> 0,6 </th> |
|
|
79 |
<th> 1,4 </th> |
|
|
80 |
<th> 4 </th> |
|
|
81 |
<th> 10,2 </th> |
|
|
82 |
<th> 20 </th> |
|
|
83 |
</tr> |
|
|
84 |
<tr> |
|
|
85 |
<td class="Left"> SCHOTTKY </td> |
|
|
86 |
<td rowspan=10> Napětí [V] </td> |
|
|
87 |
<td> 0,12 </td> |
|
|
88 |
<td> 0,14 </td> |
|
|
89 |
<td> 0,16 </td> |
|
|
90 |
<td> 0,19 </td> |
|
|
91 |
<td> 0,21 </td> |
|
|
92 |
<td> 0,24 </td> |
|
|
93 |
<td> 0,26 </td> |
|
|
94 |
</tr> |
|
|
95 |
<tr> |
|
|
96 |
<td class="Left"> OA9 </td> |
|
|
97 |
<td> 0,17 </td> |
|
|
98 |
<td> 0,2 </td> |
|
|
99 |
<td> 0,23 </td> |
|
|
100 |
<td> 0,26 </td> |
|
|
101 |
<td> 0,3 </td> |
|
|
102 |
<td> 0,35 </td> |
|
|
103 |
<td> 0,4 </td> |
|
|
104 |
</tr> |
|
|
105 |
<tr> |
|
|
106 |
<td class="Left"> GA201 </td> |
|
|
107 |
<td> 0,18 </td> |
|
|
108 |
<td> 0,23 </td> |
|
|
109 |
<td> 0,28 </td> |
|
|
110 |
<td> 0,39 </td> |
|
|
111 |
<td> 0,58 </td> |
|
|
112 |
<td> 0,88 </td> |
|
|
113 |
<td> 1,21 </td> |
|
|
114 |
</tr> |
|
|
115 |
<tr> |
|
|
116 |
<td class="Left"> 1N4148 </td> |
|
|
117 |
<td> 0,48 </td> |
|
|
118 |
<td> 0,52 </td> |
|
|
119 |
<td> 0,56 </td> |
|
|
120 |
<td> 0,6 </td> |
|
|
121 |
<td> 0,66 </td> |
|
|
122 |
<td> 0,71 </td> |
|
|
123 |
<td> 0,75 </td> |
|
|
124 |
</tr> |
|
|
125 |
<tr> |
|
|
126 |
<td class="Left"> LED Infra </td> |
|
|
127 |
<td> 1,05 </td> |
|
|
128 |
<td> 1,09 </td> |
|
|
129 |
<td> 1,13 </td> |
|
|
130 |
<td> 1,16 </td> |
|
|
131 |
<td> 1,2 </td> |
|
|
132 |
<td> 1,24 </td> |
|
|
133 |
<td> 1,3 </td> |
|
|
134 |
</tr> |
|
|
135 |
<tr> |
|
|
136 |
<td class="Left"> LED Červená </td> |
|
|
137 |
<td> 1,45 </td> |
|
|
138 |
<td> 1,49 </td> |
|
|
139 |
<td> 1,52 </td> |
|
|
140 |
<td> 1,57 </td> |
|
|
141 |
<td> 1,56 </td> |
|
|
142 |
<td> 1,68 </td> |
|
|
143 |
<td> 1,76 </td> |
|
|
144 |
</tr> |
|
|
145 |
<tr> |
|
|
146 |
<td class="Left"> LED Žlutá </td> |
|
|
147 |
<td> 1,66 </td> |
|
|
148 |
<td> 1,7 </td> |
|
|
149 |
<td> 1,74 </td> |
|
|
150 |
<td> 1,8 </td> |
|
|
151 |
<td> 1,88 </td> |
|
|
152 |
<td> 2 </td> |
|
|
153 |
<td> 2,17 </td> |
|
|
154 |
</tr> |
|
|
155 |
<tr> |
|
|
156 |
<td class="Left">LED Zelená </td> |
|
|
157 |
<td> 1,74 </td> |
|
|
158 |
<td> 1,77 </td> |
|
|
159 |
<td> 1,8 </td> |
|
|
160 |
<td> 1,86 </td> |
|
|
161 |
<td> 1,93 </td> |
|
|
162 |
<td> 2,04 </td> |
|
|
163 |
<td> 2,18 </td> |
|
|
164 |
</tr> |
|
|
165 |
<tr> |
|
|
166 |
<td class="Left"> LED Bílá </td> |
|
|
167 |
<td> 2,44 </td> |
|
|
168 |
<td> 2,52 </td> |
|
|
169 |
<td> 2,58 </td> |
|
|
170 |
<td> 2,62 </td> |
|
|
171 |
<td> 2,7 </td> |
|
|
172 |
<td> 2,82 </td> |
|
|
173 |
<td> 2,96 </td> |
|
|
174 |
</tr> |
|
|
175 |
<tr> |
|
|
176 |
<td class="Left"> LED Modrá </td> |
|
|
177 |
<td> 2,67 </td> |
|
|
178 |
<td> 2,7 </td> |
|
|
179 |
<td> 2,8 </td> |
|
|
180 |
<td> 2,82 </td> |
|
|
181 |
<td> 2,9 </td> |
|
|
182 |
<td> 2,99 </td> |
|
|
183 |
<td> 3,1 </td> |
|
|
184 |
</tr> |
|
|
185 |
</table> |
|
|
186 |
|
|
|
187 |
<p> |
|
|
188 |
<img width=598 height=377 src="Pictures/image001.gif" |
|
|
189 |
alt="Graf závislosti napětí na proudu v propustném směru"> |
|
|
190 |
</p> |
|
|
191 |
|
|
|
192 |
<p> |
190 |
miho |
193 |
Protože ideální dioda má exponenciální průběh závislosti proudu na |
187 |
miho |
194 |
přiloženém napětí je grafem její napěťové závislosti proudu |
190 |
miho |
195 |
v logaritmickém grafu přímka. |
187 |
miho |
196 |
</p> |
|
|
197 |
|
|
|
198 |
<p> |
|
|
199 |
<img width=108 height=59 src="Pictures/image002.gif" |
|
|
200 |
alt="Vzorec I = I0 * ( EXP( QE * U / KB / T )-1)"> |
|
|
201 |
</p> |
|
|
202 |
|
|
|
203 |
<table> |
|
|
204 |
<tr> |
|
|
205 |
<td>I</td> |
|
|
206 |
<td>proud diodou při napětí U</td> |
|
|
207 |
</tr> |
|
|
208 |
<tr> |
|
|
209 |
<td>I<sub>0</sub></td> |
|
|
210 |
<td>nasycený závěrný proud diody (závisí i na teplotě)</td> |
|
|
211 |
</tr> |
|
|
212 |
<tr> |
|
|
213 |
<td>q<sub>e</sub></td> |
|
|
214 |
<td>náboj elektronu 1,602E-19 C</td> |
|
|
215 |
</tr> |
|
|
216 |
<tr> |
|
|
217 |
<td>k<sub>B</sub></td> |
|
|
218 |
<td>Boltzmanova konstatnta 1,38E-23 J/K</td> |
|
|
219 |
</tr> |
|
|
220 |
<tr> |
|
|
221 |
<td>T</td> |
|
|
222 |
<td>teplota v Kelvinech</td> |
|
|
223 |
</tr> |
190 |
miho |
224 |
</table> |
187 |
miho |
225 |
|
|
|
226 |
<p> |
|
|
227 |
<img width=598 height=377 src="Pictures/image003.gif" |
|
|
228 |
alt="Graf v logaritmickém měřítku"> |
|
|
229 |
</p> |
|
|
230 |
|
|
|
231 |
<h1> Zhodnocení výsledku </h1> |
|
|
232 |
|
|
|
233 |
<p> |
190 |
miho |
234 |
V propustném směru si nejlépe vede Schottkyho dioda (byla to |
187 |
miho |
235 |
výkonová 1A dioda). Poměrně těsně za ní se umístila germaniová dioda |
190 |
miho |
236 |
se zlatým hrotem OA9 (signálová dioda). Obyčejná germaniová dioda |
|
|
237 |
(čárkovaně) si vede proti diodě se zlatým hrotem mnohem hůře. Má |
187 |
miho |
238 |
velký úbytek v propustném směru. |
|
|
239 |
</p> |
|
|
240 |
|
|
|
241 |
<p> |
|
|
242 |
Standardní křemíková signálová dioda 1N4148 má úbytek očekávaných 0.7V. |
|
|
243 |
</p> |
|
|
244 |
|
|
|
245 |
<p> |
|
|
246 |
LED diody mají úbytek od 1.2V u infračervené diody až po více než 3V |
|
|
247 |
u modré a bílé LED. Je zde vidět, že bílá LED je technologicky |
190 |
miho |
248 |
příbuzná modré LED. Ve skutečnosti bílá LED bývá modrá |
|
|
249 |
s luminoforem, který část generovaného záření převádí do barvy |
187 |
miho |
250 |
zelené a červené tak, aby výsledné světlo bylo bílé. |
|
|
251 |
</p> |
|
|
252 |
|
|
|
253 |
<table> |
|
|
254 |
<tr> |
|
|
255 |
<td> SCHOTTKY </td> |
|
|
256 |
<td> Střední Schottkyho dioda 1N5819. Proud max. 1A </td> |
|
|
257 |
</tr> |
|
|
258 |
<tr> |
|
|
259 |
<td> OA9 </td> |
|
|
260 |
<td> Germaniová dioda se zlatým hrotem pro VF usměrňovače. |
|
|
261 |
Vynikající parametry. Max. 120mA. </td> |
|
|
262 |
</tr> |
|
|
263 |
<tr> |
|
|
264 |
<td> GA201 </td> |
|
|
265 |
<td> Standardní germaniová dioda pro VF usměrňovače. Max. 25mA. </td> |
|
|
266 |
</tr> |
|
|
267 |
<tr> |
|
|
268 |
<td> 1N4148 </td> |
|
|
269 |
<td> Nejběžnější křemíková spínací dioda. Proud max. 150mA. </td> |
|
|
270 |
</tr> |
|
|
271 |
<tr> |
|
|
272 |
<td> LED Bílá </td> |
|
|
273 |
<td> Bílá LED používající luminofor. </td> |
|
|
274 |
</tr> |
|
|
275 |
</table> |
|
|
276 |
|
|
|
277 |
<h1> K čemu se to hodí </h1> |
|
|
278 |
|
|
|
279 |
<p> |
|
|
280 |
Standardní křemíková dioda má na sobě v propustném směru úbytek |
|
|
281 |
cca 0.7V, který příliš nezávisí na proudu (ale závisí na teplotě). |
|
|
282 |
Totéž přibližně platí i pro PN přechod B-E u bipolárních tranzistorů. |
|
|
283 |
</p> |
|
|
284 |
|
|
|
285 |
<p> |
190 |
miho |
286 |
Úbytek na Schottkyho diodě je podstatně menší než u křemíkových diod. |
187 |
miho |
287 |
Schottkyho diod existuje spousta druhů a obvykle platí čím menší úbytek |
|
|
288 |
v propustném směru tím větší zbytkový proud v závěrném |
|
|
289 |
směru. Při použití výkonových Schottkyho diod pozor na jejich chlazení. |
190 |
miho |
290 |
I usměrňovací dioda pro 45A se dá snadno zničit tepelným přetížením. |
187 |
miho |
291 |
Přehřátá Schottkyho dioda nevydrží závěrné napětí a prorazí se. |
|
|
292 |
</p> |
|
|
293 |
|
|
|
294 |
<p> |
190 |
miho |
295 |
Diody LED mají úbytek tím větší, čím je jejich barva blíže modrému |
187 |
miho |
296 |
konci spektra. To ale nemusí platit pro některé vysokosvítivé diody. |
190 |
miho |
297 |
Záleží z jakého polovodiče jsou diody vyrobeny a jakou mají |
|
|
298 |
strukturu polovodičové vrstvy. LED diody se dají použít i jako |
|
|
299 |
stabilizační diody s malým napětím (v propustném směru na rozdíl |
187 |
miho |
300 |
od Zenerových diod). |
|
|
301 |
</p> |
|
|
302 |
|
|
|
303 |
<h1> Dioda jako teploměr </h1> |
|
|
304 |
|
|
|
305 |
<p> |
190 |
miho |
306 |
Teplotní závislost napětí diody v propustném směru při konstantním |
187 |
miho |
307 |
proudu je pěkně lineární a dá se použít pro měření teploty. Stejný |
190 |
miho |
308 |
mechanismus se používá při měření teploty například výkonových |
187 |
miho |
309 |
tranzistorů nebo procesorů počítačů PC. |
|
|
310 |
</p> |
|
|
311 |
|
|
|
312 |
<p> |
190 |
miho |
313 |
Pro křemíkové diody (i tranzistory) je teplotní koeficient cca -2mV/K, |
|
|
314 |
tedy při vyšší teplotě je napětí nižší. |
187 |
miho |
315 |
</p> |
|
|
316 |
|
|
|
317 |
<p> |
|
|
318 |
Naše konkrétní dioda měla tuto závislost: |
|
|
319 |
<br> |
|
|
320 |
U = 644mV – 2,032 * T |
|
|
321 |
<br> |
|
|
322 |
Napětí v mV a teplota ve stupních Celsia |
|
|
323 |
</p> |
|
|
324 |
|
|
|
325 |
<p> |
|
|
326 |
<img width=598 height=394 src="Pictures/image004.gif" |
|
|
327 |
alt="Graf teplotní závislosti napětí na diodě"> |
|
|
328 |
</p> |
|
|
329 |
|
|
|
330 |
</div> |
|
|
331 |
|
|
|
332 |
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
|
|
333 |
<!-- ============== PATIČKA ============== --> |
|
|
334 |
<div class="Footer"> |
|
|
335 |
<script type="text/javascript"> |
|
|
336 |
<!-- |
|
|
337 |
SetRelativePath("../../../../"); |
|
|
338 |
DrawFooter(); |
|
|
339 |
// --> |
|
|
340 |
</script> |
|
|
341 |
<noscript> |
|
|
342 |
<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p> |
|
|
343 |
</noscript> |
|
|
344 |
</div> |
|
|
345 |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
|
346 |
|
|
|
347 |
</body> |
|
|
348 |
</html> |