<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
<html>
  <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
    <title> Není dioda jako dioda </title>
    <meta name="keywords" content="stavebnice MLAB měření diod ">
    <meta name="description" content="Projekt MLAB, Není dioda jako dioda">
    <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
    <link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl">
    <link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">
    <link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico">
    <script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>
    <!-- AUTOINCLUDE END -->
  </head>

  <body lang="cs">

    <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
    <!-- ============== HLAVICKA ============== -->
    <div class="Header">
      <script type="text/javascript">
      <!--
        SetRelativePath("../../../../../");
        DrawHeader();
      // -->
      </script>
      <noscript>
        <p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
      </noscript>
    </div>
    <!-- AUTOINCLUDE END -->

    <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
    <!-- ============== MENU ============== -->
    <div class="Menu">
      <script type="text/javascript">
      <!--
        SetRelativePath("../../../../../");
        DrawMenu();
      // -->
      </script>
      <noscript>
        <p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>
      </noscript>
    </div>
    <!-- AUTOINCLUDE END -->

    <!-- ============== TEXT ============== -->
    <div class="Text">
      <p class="Title">
        Není dioda jako dioda
      </p>
      <p class="Subtitle">
        Vybrali jsme zástupce od nejběžnějších diod a změřili jsme, jaké je
        na diodách napětí v&nbsp;propustném směru při různých proudech.
      </p>
      <p class=Autor> Milan Horkel</p>
            
      <p>
        <a href="../Není dioda jako dioda.pdf"><img class="NoBorder"
           src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"
           alt="Acrobat">&nbsp;PDF verze</a>
      </p>

      <h1> Data </h1>
      <p>
        Měřili jsme pomocí regulovatelného zdroje s&nbsp;omezovacím
        odporem 470Ω všechny diody najednou.
      </p>

      <table class="Center">
        <tr>
          <th colspan=2 rowspan=2> Dioda </th>
          <th colspan=7 class="Center"> Proud [mA] </th>
        </tr>
        <tr class="Center">
          <th> 0,1  </th>
          <th> 0,23 </th>
          <th> 0,6  </th>
          <th> 1,4  </th>
          <th> 4    </th>
          <th> 10,2 </th>
          <th> 20   </th>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> SCHOTTKY </td>
          <td rowspan=10> Napětí [V] </td>
          <td> 0,12 </td>
          <td> 0,14 </td>
          <td> 0,16 </td>
          <td> 0,19 </td>
          <td> 0,21 </td>
          <td> 0,24 </td>
          <td> 0,26 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> OA9 </td>
          <td> 0,17 </td>
          <td> 0,2  </td>
          <td> 0,23 </td>
          <td> 0,26 </td>
          <td> 0,3  </td>
          <td> 0,35 </td>
          <td> 0,4  </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> GA201 </td>
          <td> 0,18 </td>
          <td> 0,23 </td>
          <td> 0,28 </td>
          <td> 0,39 </td>
          <td> 0,58 </td>
          <td> 0,88 </td>
          <td> 1,21 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> 1N4148 </td>
          <td> 0,48 </td>
          <td> 0,52 </td>
          <td> 0,56 </td>
          <td> 0,6  </td>
          <td> 0,66 </td>
          <td> 0,71 </td>
          <td> 0,75 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> LED Infra </td>
          <td> 1,05 </td>
          <td> 1,09 </td>
          <td> 1,13 </td>
          <td> 1,16 </td>
          <td> 1,2  </td>
          <td> 1,24 </td>
          <td> 1,3  </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> LED Červená </td>
          <td> 1,45 </td>
          <td> 1,49 </td>
          <td> 1,52 </td>
          <td> 1,57 </td>
          <td> 1,56 </td>
          <td> 1,68 </td>
          <td> 1,76 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> LED Žlutá </td>
          <td> 1,66 </td>
          <td> 1,7  </td>
          <td> 1,74 </td>
          <td> 1,8  </td>
          <td> 1,88 </td>
          <td> 2    </td>
          <td> 2,17 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left">LED Zelená </td>
          <td> 1,74 </td>
          <td> 1,77 </td>
          <td> 1,8  </td>
          <td> 1,86 </td>
          <td> 1,93 </td>
          <td> 2,04 </td>
          <td> 2,18 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> LED Bílá </td>
          <td> 2,44 </td>
          <td> 2,52 </td>
          <td> 2,58 </td>
          <td> 2,62 </td>
          <td> 2,7  </td>
          <td> 2,82 </td>
          <td> 2,96 </td>
        </tr>
        <tr>
          <td class="Left"> LED Modrá </td>
          <td> 2,67 </td>
          <td> 2,7  </td>
          <td> 2,8  </td>
          <td> 2,82 </td>
          <td> 2,9  </td>
          <td> 2,99 </td>
          <td> 3,1  </td>
        </tr>
      </table>

      <p>
        <img width=598 height=377 src="Pictures/image001.gif"
         alt="Graf závislosti napětí na proudu v propustném směru">
      </p>

      <p>
        Protože ideální dioda má exponenciální průběh závislosti proudu na
        přiloženém napětí je grafem její napěťové závislosti proudu
        v&nbsp;logaritmickém grafu přímka.
      </p>

      <p>
        <img width=108 height=59 src="Pictures/image002.gif"
         alt="Vzorec I = I0 * ( EXP( QE * U / KB / T )-1)">
      </p>

      <table>
        <tr>
          <td>I</td>
          <td>proud diodou při napětí U</td>
        </tr>
        <tr>
          <td>I<sub>0</sub></td>
          <td>nasycený závěrný proud diody (závisí i na teplotě)</td>
        </tr>
        <tr>
          <td>q<sub>e</sub></td>
          <td>náboj elektronu 1,602E-19 C</td>
        </tr>
        <tr>
          <td>k<sub>B</sub></td>
          <td>Boltzmanova konstatnta 1,38E-23 J/K</td>
        </tr>
        <tr>
          <td>T</td>
          <td>teplota v Kelvinech</td>
        </tr>
      </table>

      <p>
        <img width=598 height=377 src="Pictures/image003.gif"
         alt="Graf v logaritmickém měřítku">
      </p>

      <h1> Zhodnocení výsledku </h1>

      <p>
        V&nbsp;propustném směru si nejlépe vede Schottkyho dioda (byla to
        výkonová 1A dioda). Poměrně těsně za ní se umístila germaniová dioda
        se zlatým hrotem OA9 (signálová dioda). Obyčejná germaniová dioda
        (čárkovaně) si vede proti diodě se zlatým hrotem mnohem hůře. Má
        velký úbytek v&nbsp;propustném směru.
      </p>

      <p>
        Standardní křemíková signálová dioda 1N4148 má úbytek očekávaných 0.7V.
      </p>

      <p>
        LED diody mají úbytek od 1.2V u infračervené diody až po více než 3V
        u modré a bílé LED. Je zde vidět, že bílá LED je technologicky
        příbuzná modré LED. Ve skutečnosti bílá LED bývá modrá
        s&nbsp;luminoforem, který část generovaného záření převádí do barvy
        zelené a červené tak, aby výsledné světlo bylo bílé.
      </p>

      <table>
        <tr>
          <td> SCHOTTKY </td>
          <td> Střední Schottkyho dioda 1N5819. Proud max. 1A </td>
        </tr>
        <tr>
          <td> OA9 </td>
          <td> Germaniová dioda se zlatým hrotem pro VF usměrňovače.
               Vynikající parametry. Max. 120mA. </td>
        </tr>
        <tr>
          <td> GA201 </td>
          <td> Standardní germaniová dioda pro VF usměrňovače. Max. 25mA. </td>
        </tr>
        <tr>
          <td> 1N4148 </td>
          <td> Nejběžnější křemíková spínací dioda. Proud max. 150mA. </td>
        </tr>
        <tr>
          <td> LED Bílá </td>
          <td> Bílá LED používající luminofor. </td>
        </tr>
      </table>

      <h1> K čemu se to hodí </h1>

      <p>
        Standardní křemíková dioda má na sobě v&nbsp;propustném směru úbytek
        cca 0.7V, který příliš nezávisí na proudu (ale závisí na teplotě).
        Totéž přibližně platí i pro PN přechod B-E u bipolárních tranzistorů.
      </p>

      <p>
        Úbytek na Schottkyho diodě je podstatně menší než u křemíkových diod.
        Schottkyho diod existuje spousta druhů a obvykle platí čím menší úbytek
        v&nbsp;propustném směru tím větší zbytkový proud v&nbsp;závěrném
        směru. Při použití výkonových Schottkyho diod pozor na jejich chlazení.
        I usměrňovací dioda pro 45A se dá snadno zničit tepelným přetížením.
        Přehřátá Schottkyho dioda nevydrží závěrné napětí a prorazí se.
      </p>

      <p>
        Diody LED mají úbytek tím větší, čím je jejich barva blíže modrému
        konci spektra. To ale nemusí platit pro některé vysokosvítivé diody.
        Záleží z&nbsp;jakého polovodiče jsou diody  vyrobeny a jakou mají
        strukturu polovodičové vrstvy. LED diody se dají použít i jako
        stabilizační diody s&nbsp;malým napětím (v propustném směru na rozdíl
        od Zenerových diod).
      </p>

      <h1> Dioda jako teploměr </h1>

      <p>
        Teplotní závislost napětí diody v&nbsp;propustném směru při konstantním
        proudu je pěkně lineární a dá se použít pro měření teploty. Stejný
        mechanismus se používá při měření teploty například výkonových
        tranzistorů nebo procesorů počítačů PC.
      </p>

      <p>
        Pro křemíkové diody (i tranzistory) je teplotní koeficient cca -2mV/K,
        tedy při vyšší teplotě je napětí nižší.
      </p>

      <p>
        Naše konkrétní dioda měla tuto závislost:
        <br>
        U = 644mV – 2,032 * T
        <br>
        Napětí v&nbsp;mV a teplota ve stupních Celsia
      </p>

      <p>
        <img width=598 height=394 src="Pictures/image004.gif"
         alt="Graf teplotní závislosti napětí na diodě">
      </p>

    </div>

    <!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
    <!-- ============== PATIČKA ============== -->
    <div class="Footer">
      <script type="text/javascript">
      <!--
        SetRelativePath("../../../../../");
        DrawFooter();
      // -->
      </script>
      <noscript>
        <p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
      </noscript>
    </div>
    <!-- AUTOINCLUDE END -->

  </body>
</html>