Rev Author Line No. Line
949 miho 1 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
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">
10 <link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">
11 <link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico">
12 <script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>
13 <!-- AUTOINCLUDE END -->
14 </head>
15  
16 <body lang="cs">
17  
18 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
19 <!-- ============== HLAVICKA ============== -->
20 <div class="Header">
21 <script type="text/javascript">
22 <!--
23 SetRelativePath("../../../../../");
24 DrawHeader();
25 // -->
26 </script>
27 <noscript>
28 <p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
29 </noscript>
30 </div>
31 <!-- AUTOINCLUDE END -->
32  
33 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
34 <!-- ============== MENU ============== -->
35 <div class="Menu">
36 <script type="text/javascript">
37 <!--
38 SetRelativePath("../../../../../");
39 DrawMenu();
40 // -->
41 </script>
42 <noscript>
43 <p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>
44 </noscript>
45 </div>
46 <!-- AUTOINCLUDE END -->
47  
48 <!-- ============== TEXT ============== -->
49 <div class="Text">
50 <p class="Title">
51 Není dioda jako dioda
52 </p>
53 <p class="Subtitle">
54 Vybrali jsme zástupce od nejběžnějších diod a změřili jsme, jaké je
55 na diodách napětí v&nbsp;propustném směru při různých proudech.
56 </p>
57 <p class=Autor> Milan Horkel</p>
58  
59 <p>
60 <a href="../Není dioda jako dioda.pdf"><img class="NoBorder"
61 src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"
62 alt="Acrobat">&nbsp;PDF verze</a>
63 </p>
64  
65 <h1> Data </h1>
66 <p>
67 Měřili jsme pomocí regulovatelného zdroje s&nbsp;omezovacím
68 odporem 470Ω všechny diody najednou.
69 </p>
70  
71 <table class="Center">
72 <tr>
73 <th colspan=2 rowspan=2> Dioda </th>
74 <th colspan=7 class="Center"> Proud [mA] </th>
75 </tr>
76 <tr class="Center">
77 <th> 0,1 </th>
78 <th> 0,23 </th>
79 <th> 0,6 </th>
80 <th> 1,4 </th>
81 <th> 4 </th>
82 <th> 10,2 </th>
83 <th> 20 </th>
84 </tr>
85 <tr>
86 <td class="Left"> SCHOTTKY </td>
87 <td rowspan=10> Napětí [V] </td>
88 <td> 0,12 </td>
89 <td> 0,14 </td>
90 <td> 0,16 </td>
91 <td> 0,19 </td>
92 <td> 0,21 </td>
93 <td> 0,24 </td>
94 <td> 0,26 </td>
95 </tr>
96 <tr>
97 <td class="Left"> OA9 </td>
98 <td> 0,17 </td>
99 <td> 0,2 </td>
100 <td> 0,23 </td>
101 <td> 0,26 </td>
102 <td> 0,3 </td>
103 <td> 0,35 </td>
104 <td> 0,4 </td>
105 </tr>
106 <tr>
107 <td class="Left"> GA201 </td>
108 <td> 0,18 </td>
109 <td> 0,23 </td>
110 <td> 0,28 </td>
111 <td> 0,39 </td>
112 <td> 0,58 </td>
113 <td> 0,88 </td>
114 <td> 1,21 </td>
115 </tr>
116 <tr>
117 <td class="Left"> 1N4148 </td>
118 <td> 0,48 </td>
119 <td> 0,52 </td>
120 <td> 0,56 </td>
121 <td> 0,6 </td>
122 <td> 0,66 </td>
123 <td> 0,71 </td>
124 <td> 0,75 </td>
125 </tr>
126 <tr>
127 <td class="Left"> LED Infra </td>
128 <td> 1,05 </td>
129 <td> 1,09 </td>
130 <td> 1,13 </td>
131 <td> 1,16 </td>
132 <td> 1,2 </td>
133 <td> 1,24 </td>
134 <td> 1,3 </td>
135 </tr>
136 <tr>
137 <td class="Left"> LED Červená </td>
138 <td> 1,45 </td>
139 <td> 1,49 </td>
140 <td> 1,52 </td>
141 <td> 1,57 </td>
142 <td> 1,56 </td>
143 <td> 1,68 </td>
144 <td> 1,76 </td>
145 </tr>
146 <tr>
147 <td class="Left"> LED Žlutá </td>
148 <td> 1,66 </td>
149 <td> 1,7 </td>
150 <td> 1,74 </td>
151 <td> 1,8 </td>
152 <td> 1,88 </td>
153 <td> 2 </td>
154 <td> 2,17 </td>
155 </tr>
156 <tr>
157 <td class="Left">LED Zelená </td>
158 <td> 1,74 </td>
159 <td> 1,77 </td>
160 <td> 1,8 </td>
161 <td> 1,86 </td>
162 <td> 1,93 </td>
163 <td> 2,04 </td>
164 <td> 2,18 </td>
165 </tr>
166 <tr>
167 <td class="Left"> LED Bílá </td>
168 <td> 2,44 </td>
169 <td> 2,52 </td>
170 <td> 2,58 </td>
171 <td> 2,62 </td>
172 <td> 2,7 </td>
173 <td> 2,82 </td>
174 <td> 2,96 </td>
175 </tr>
176 <tr>
177 <td class="Left"> LED Modrá </td>
178 <td> 2,67 </td>
179 <td> 2,7 </td>
180 <td> 2,8 </td>
181 <td> 2,82 </td>
182 <td> 2,9 </td>
183 <td> 2,99 </td>
184 <td> 3,1 </td>
185 </tr>
186 </table>
187  
188 <p>
189 <img width=598 height=377 src="Pictures/image001.gif"
190 alt="Graf závislosti napětí na proudu v propustném směru">
191 </p>
192  
193 <p>
194 Protože ideální dioda má exponenciální průběh závislosti proudu na
195 přiloženém napětí je grafem její napěťové závislosti proudu
196 v&nbsp;logaritmickém grafu přímka.
197 </p>
198  
199 <p>
200 <img width=108 height=59 src="Pictures/image002.gif"
201 alt="Vzorec I = I0 * ( EXP( QE * U / KB / T )-1)">
202 </p>
203  
204 <table>
205 <tr>
206 <td>I</td>
207 <td>proud diodou při napětí U</td>
208 </tr>
209 <tr>
210 <td>I<sub>0</sub></td>
211 <td>nasycený závěrný proud diody (závisí i na teplotě)</td>
212 </tr>
213 <tr>
214 <td>q<sub>e</sub></td>
215 <td>náboj elektronu 1,602E-19 C</td>
216 </tr>
217 <tr>
218 <td>k<sub>B</sub></td>
219 <td>Boltzmanova konstatnta 1,38E-23 J/K</td>
220 </tr>
221 <tr>
222 <td>T</td>
223 <td>teplota v Kelvinech</td>
224 </tr>
225 </table>
226  
227 <p>
228 <img width=598 height=377 src="Pictures/image003.gif"
229 alt="Graf v logaritmickém měřítku">
230 </p>
231  
232 <h1> Zhodnocení výsledku </h1>
233  
234 <p>
235 V&nbsp;propustném směru si nejlépe vede Schottkyho dioda (byla to
236 výkonová 1A dioda). Poměrně těsně za ní se umístila germaniová dioda
237 se zlatým hrotem OA9 (signálová dioda). Obyčejná germaniová dioda
238 (čárkovaně) si vede proti diodě se zlatým hrotem mnohem hůře. Má
239 velký úbytek v&nbsp;propustném směru.
240 </p>
241  
242 <p>
243 Standardní křemíková signálová dioda 1N4148 má úbytek očekávaných 0.7V.
244 </p>
245  
246 <p>
247 LED diody mají úbytek od 1.2V u infračervené diody až po více než 3V
248 u modré a bílé LED. Je zde vidět, že bílá LED je technologicky
249 příbuzná modré LED. Ve skutečnosti bílá LED bývá modrá
250 s&nbsp;luminoforem, který část generovaného záření převádí do barvy
251 zelené a červené tak, aby výsledné světlo bylo bílé.
252 </p>
253  
254 <table>
255 <tr>
256 <td> SCHOTTKY </td>
257 <td> Střední Schottkyho dioda 1N5819. Proud max. 1A </td>
258 </tr>
259 <tr>
260 <td> OA9 </td>
261 <td> Germaniová dioda se zlatým hrotem pro VF usměrňovače.
262 Vynikající parametry. Max. 120mA. </td>
263 </tr>
264 <tr>
265 <td> GA201 </td>
266 <td> Standardní germaniová dioda pro VF usměrňovače. Max. 25mA. </td>
267 </tr>
268 <tr>
269 <td> 1N4148 </td>
270 <td> Nejběžnější křemíková spínací dioda. Proud max. 150mA. </td>
271 </tr>
272 <tr>
273 <td> LED Bílá </td>
274 <td> Bílá LED používající luminofor. </td>
275 </tr>
276 </table>
277  
278 <h1> K čemu se to hodí </h1>
279  
280 <p>
281 Standardní křemíková dioda má na sobě v&nbsp;propustném směru úbytek
282 cca 0.7V, který příliš nezávisí na proudu (ale závisí na teplotě).
283 Totéž přibližně platí i pro PN přechod B-E u bipolárních tranzistorů.
284 </p>
285  
286 <p>
287 Úbytek na Schottkyho diodě je podstatně menší než u křemíkových diod.
288 Schottkyho diod existuje spousta druhů a obvykle platí čím menší úbytek
289 v&nbsp;propustném směru tím větší zbytkový proud v&nbsp;závěrném
290 směru. Při použití výkonových Schottkyho diod pozor na jejich chlazení.
291 I usměrňovací dioda pro 45A se dá snadno zničit tepelným přetížením.
292 Přehřátá Schottkyho dioda nevydrží závěrné napětí a prorazí se.
293 </p>
294  
295 <p>
296 Diody LED mají úbytek tím větší, čím je jejich barva blíže modrému
297 konci spektra. To ale nemusí platit pro některé vysokosvítivé diody.
298 Záleží z&nbsp;jakého polovodiče jsou diody  vyrobeny a jakou mají
299 strukturu polovodičové vrstvy. LED diody se dají použít i jako
300 stabilizační diody s&nbsp;malým napětím (v propustném směru na rozdíl
301 od Zenerových diod).
302 </p>
303  
304 <h1> Dioda jako teploměr </h1>
305  
306 <p>
307 Teplotní závislost napětí diody v&nbsp;propustném směru při konstantním
308 proudu je pěkně lineární a dá se použít pro měření teploty. Stejný
309 mechanismus se používá při měření teploty například výkonových
310 tranzistorů nebo procesorů počítačů PC.
311 </p>
312  
313 <p>
314 Pro křemíkové diody (i tranzistory) je teplotní koeficient cca -2mV/K,
315 tedy při vyšší teplotě je napětí nižší.
316 </p>
317  
318 <p>
319 Naše konkrétní dioda měla tuto závislost:
320 <br>
321 U = 644mV – 2,032 * T
322 <br>
323 Napětí v&nbsp;mV a teplota ve stupních Celsia
324 </p>
325  
326 <p>
327 <img width=598 height=394 src="Pictures/image004.gif"
328 alt="Graf teplotní závislosti napětí na diodě">
329 </p>
330  
331 </div>
332  
333 <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
334 <!-- ============== PATIČKA ============== -->
335 <div class="Footer">
336 <script type="text/javascript">
337 <!--
338 SetRelativePath("../../../../../");
339 DrawFooter();
340 // -->
341 </script>
342 <noscript>
343 <p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
344 </noscript>
345 </div>
346 <!-- AUTOINCLUDE END -->
347  
348 </body>
349 </html>