Rev Author Line No. Line
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">
381 miho 10 <link rel="StyleSheet" href="../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">
211 miho 11 <link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../Web/PIC/MLAB.ico">
187 miho 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">
190 miho 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>
187 miho 57 <p class=Autor> Milan Horkel</p>
58  
59 <p>
190 miho 60 <a href="../Není dioda jako dioda.pdf"><img class="NoBorder"
187 miho 61 src="../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"
190 miho 62 alt="Acrobat">&nbsp;PDF verze</a>
187 miho 63 </p>
64  
65 <h1> Data </h1>
66 <p>
67 Měřili jsme pomocí regulovatelného zdroje s&nbsp;omezovacím
190 miho 68 odporem 470Ω všechny diody najednou.
187 miho 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>
190 miho 194 Protože ideální dioda má exponenciální průběh závislosti proudu na
187 miho 195 přiloženém napětí je grafem její napěťové závislosti proudu
190 miho 196 v&nbsp;logaritmickém grafu přímka.
187 miho 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>
190 miho 225 </table>
187 miho 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>
190 miho 235 V&nbsp;propustném směru si nejlépe vede Schottkyho dioda (byla to
187 miho 236 výkonová 1A dioda). Poměrně těsně za ní se umístila germaniová dioda
190 miho 237 se zlatým hrotem OA9 (signálová dioda). Obyčejná germaniová dioda
238 (čárkovaně) si vede proti diodě se zlatým hrotem mnohem hůře. Má
187 miho 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
190 miho 249 příbuzná modré LED. Ve skutečnosti bílá LED bývá modrá
250 s&nbsp;luminoforem, který část generovaného záření převádí do barvy
187 miho 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>
190 miho 287 Úbytek na Schottkyho diodě je podstatně menší než u křemíkových diod.
187 miho 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.
190 miho 291 I usměrňovací dioda pro 45A se dá snadno zničit tepelným přetížením.
187 miho 292 Přehřátá Schottkyho dioda nevydrží závěrné napětí a prorazí se.
293 </p>
294  
295 <p>
190 miho 296 Diody LED mají úbytek tím větší, čím je jejich barva blíže modrému
187 miho 297 konci spektra. To ale nemusí platit pro některé vysokosvítivé diody.
190 miho 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
187 miho 301 od Zenerových diod).
302 </p>
303  
304 <h1> Dioda jako teploměr </h1>
305  
306 <p>
190 miho 307 Teplotní závislost napětí diody v&nbsp;propustném směru při konstantním
187 miho 308 proudu je pěkně lineární a dá se použít pro měření teploty. Stejný
190 miho 309 mechanismus se používá při měření teploty například výkonových
187 miho 310 tranzistorů nebo procesorů počítačů PC.
311 </p>
312  
313 <p>
190 miho 314 Pro křemíkové diody (i tranzistory) je teplotní koeficient cca -2mV/K,
315 tedy při vyšší teplotě je napětí nižší.
187 miho 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>