Są możliwe dwa sposoby (rys. 1) włączenia w obwód amperomierza i wolto­mie­rza dla jedno­czes­nego pomiaru natężenia prądu płynącego przez diodę oraz napię­cia występującego na diodzie.W układzie przedstawionym na rys. 1a woltomierz pokazuje rzeczywistą wartość napięcia istniejącego na diodzie, natomiast amperomierz pokazuje sumę natężeń prądów: prą­du płynącego przez diodę oraz przez woltomierz. Na rysunku1b sytuacja jest odwrotna: amperomierz pokazuje rzeczywistą wartość natężenia prądu płynącego przez diodę, natomiast woltomierz pokazuje sumę napięć istniejących na dio­dzie i na amperomierzu. Znając opór mier­nika "zakłócającego", można wyliczyć war­tość natęże­nia prądu płynącego przez wol­to­mierz lub napięcia istniejącego na mierniku natę­że­nia prą­­du.

Na woltomierzach laboratoryjnych można odczytać parametr, posia­da­­jący miano "/V". Otóż wielkość ta, pomnożona przez wartość zakresu woltomierza daje w wyni­ku mnożenia opór woltomierza na danym zakresie. Jeśli chodzi o mierniki natęże­nia prą­du, to - albo można odczytać na nich wzór posiadający postać "R=...", poz­­wa­lający odczytać opór miernika na danym zakresie - albo - można odczytać "zak­resowe napię­cie amperomierza". Jest to wartość napię­cia, która występuje na mierniku natężenia prą­­­du podczas przepływu przez niego prądu o natęże­niu rownej wartości zak­resu (czyli maksymalnej w danym zak­re­sie). Dzieląc tę wartość napięcia przez wartość zakresu natężenia prądu, otrzymujemy war­tość oporu ampero­mie­rza na danym zakre­sie. Można także, znając "zakresowe napięcie ampe­ro­mierza", od razu obliczać napię­cie na ampe­romierzu dla konkretnej wartości płynącego przez niego prądu.

Należy wiedzieć, że nieuwzględnienie, zwłaszcza napięcia "odkładającego" się na mier­niku prądu, może prowadzić do dużych błędów pomiarowych. Np. na istniejącym w Pra­cow­ni Elektroniki IF UMCS mikroamperomierzu laboratoryjnym o zakresie 75A pod­czas prze­pływu przez niego prądu zakresowego (czyli o wartości 75A) na istnieje na nim napięcie o wartości 260mV. A trzeba wiedzieć, że ten rząd wartości mają napię­cia istniejące na diodzie półprzewodnikowej spolaryzowanej w kierunku prze­wodzą­cym.

Podczas ćwiczenia napięcia na diodach są mierzone za pomocą multimetru cyf­ro­wego. Multimetr ten posiada dość duży opór wejściowy, tak że można zaniechać uwzględniania prą­du płynącego przez niego, jeśli całkowity prąd w obwodzie prze­kra­cza wartość 100A. Za­ciski po­mia­rowe multimetru po­sia­dają oznaczenia "LO" (nis­ki, przewidziany do łączenia go z ma­są) i "HI" (wysoki). Dla mniejszych natężeń prądów można na czas odczytu wartoś­ci natę­że­nia prądu odłą­czać woltomierz wyłącznikiem W; do takiego postępowania wymagany jest mały opór wyjściowy zasilacza oraz mały opór zabez­pie­cza­jący (R) a także dobra stabilizacja napię­cia zasilacza.

Na rysunku 2 przedstawiono sche­maty układów pomiaro­wych. Rysunek 2a od­no­si się do pomiarów dla diody spo­laryzowanej przepustowo, rys. 2b - dla spo­la­ryzo­wanej zaporowo (a także przepustowo dla bardzo małych natężeń prądów).

W ćwiczeniu badamy zwykle 3 diody, zamontowane na jednej płytce: diodę germa­nową, diodę krzemową i diodę Zenera. Diodę germanową i krzemową przy polary­zac­ji przepustowej oraz diodę Zenera w obu kierunkach polaryzacji badamy w zakresie natężeń prądu od zera do 50mA (jeśli nie uzyskamy natężenia prądu wynoszącego 50mA, możemy zmniejszyć wartość oporu R do 100). Diodę germanową i krzemową przy polaryzacji zaporowej badamy w zakresie napięć od zera do 15V. Kierunek przewodzenia i kierunek zaporowy rozpoznajemy, delikatnie zwiększając napięcie na zasilaczu i obserwując wskazania miliamperomierza.

Roman Kazański,

Lublin, 1995.

Ostatnia zmiana 27 lutego 1998r.

Ćwiczenie "Badanie charakterystyk diod półprzewodnikowych" - instrukcja dodatkowa.

Ćwiczenie "Badanie charakterystyk diod półprzewodnikowych" - szczegóły.

ciąg dalszy na odwrocie