Istorijat

 Nemački naučnik Valter Šotki (Walter H. Schottky) je pronašao Šotkijev efekt, koji je omogućio izradu Šotki diode i kasnije tranzistora. Logička kola izrađena sa Šotki tehnologijom koriste više snage od običnog TTL kola ali rade brže.

 Logička kola sa Šotki tehnologijom:

• Schottky (S) originalna Šotki serija kola.
• Low power Schottky (LS) serija kola, potrošnja je smanjena i brzina povećana.
• Advanced Low power Schottky (ALS) dalja poboljšanja, smanjena potrošnja, povećana brzina.
• Fast Schottky (F) povećana brzina i potrošnja.

Izrada

 Kao materijal za proizvodnju Šotki diode pogodno je koristiti silicijum (Si) i galijum arsenid (GaAs), kao i metale poput zlata, srebra, platine, paladijum, i volframa.

 Izrađuju se tako što se direktno na poluprovodnik N vrste nanosi metal. Elektroni iz poluprovodnika prelaze u metal zbog difuzije, pa se u poluprovodniku obrazuje prostorno naelektrisanje u kojem se nalaze nekompenzovani pozitivni joni. Ovo prostorno naelektrisanje postoji praktično samo u poluprovodniku, pa je električno polje manje nego u normalnom PN-spoju. Elektroni mogu da prelaze iz poluprovodnika u metal, jer je energija elektrona u metalu manja, ali obrnuto ne mogu.

 Na ovaj način se dobije usmerački spoj između poluprovodnika i metala, a takođe i priključak za anodu. Drugi kontakt se dobije tako što se naknadno obrazuje oblast sa velikom koncentracijom N+ primesa, pa se dobije N+ oblast, koja je slična provodniku. Na N+ oblast se nanosi metal sa kojim se obrazuje neusmerački kontakt, koji čini katodu diode.

 Kod Šotki dioda nema prelaza šupljina iz P u N oblast, kao ni elektrona iz N u P oblast, pa ne postoji difuzna kapacitivnost spoja. Vreme uključivanja i isključivanja je veoma kratko i iznosi tipično 100ps.

Simbol Šotki diode

Karakteristike

 Prag provođenja Šotki diode je manji nego kod običnih silicijumskih dioda jer je potencijalna barijera manja. Prag provođenja može se menjati promenom gustine primesa u poluprovodniku. Što je veća koncentracija primesa, niži je inverzni napon i niži je prag provođenja, skoro jednak nuli, ali je relativno velika i inverzna struja.

 Kako su ove diode bazirane na spoju poluprovodnika i metala (umesto spoja dva poluprovodnika). Karakteriše ih manji pad napona kod direktne polarizacije u odnosu na standardne PN diode (0.15V-0.45V), kao i  mnogo manja kapacitivnost PN spoja.

Gde se koristi

 Ove diode se koriste za spojna kola kao i za prevenciju saturacije kod tranzistora. Koriste se i za ispravljače sa malim gubicima. Zbog manje kapacitivnosti PN spoja imaju primenu i u RF kolima. Nedostatak ovakve strukture je to što se ne mogu realizovati komponente sa velikim inverznim probojnim naponom.

  Šotki diode se upotrebljavaju u veoma brzim prekidačkim kolima. Šotki diode sa velikom koncentracijom primesa se koriste u oblasti mikrotalasa (10 GHz). Postoji posebna vrsta usmeračkih Šotki dioda za struju do nekoliko desetina ampera (na primer BYS76 firme Siemens za struju do 75 A), koje se upotrebljavaju u brzim usmeračkim kolima ili kod impulsnih regulatora napona.

The post Šotki dioda – Nastanak, izrada i primena appeared first on Automatika.rs.

 Fotoni svetla se emituje prilikom rekombinacije para elektron-šupljina. Takvo svojstvo imaju sledeći poluprovodnici:

• Galijum-fosfid (GaP),
• Galijum-arsenid (GaAs),
• Galijum-nitrid (GaN),
• Galijum-arsenid-fosfid (GaAsP),
• Cink-selenid (ZnSe),
• Dijamant (C),
• Aluminijum-nitrid (AlN),
• Safir (Al2O3),
• Silicijum-karbid (SiC), itd.

 Davne 1955. godine, Rubin Braunstin iz Američke radio korporacije prvi je dao izveštaje o infracrvenoj emisiji svetlosti galijum-arsenida (GaAs).

 Naučnici Teksas instrumentsa, Bob Bajard i Gari Pitman, 1961. godine otkrili su da galijum-arsenid pušta svetlo kada ima električne struje, nakon čega su prijavili patent na infracrvenu diodu. Nik Holonjak mlađi iz Dženeral elektrika prvi je pronašao vidljivi spektar svetleće diode. Boja emitovanog svetla zavisi od vrste poluprovodonika, kao i od primesa u njemu, i varira od infracrvenog do ultraljubičastog dela spektra.

 LED svetli odnosno emituje fotone kada elektroni prolaze kroz spoj, tj. kada se stavi pod napon. Većina dioda emituje zračenje, ali ono ne napušta poluprovodnik i nalazi se u frekventnom opsegu infracrvenog zračenja. Međutim, izborom odgovarajućeg materijala i geometrije svetlost postaje vidljiva.

 Izbor poluprovodničkog materijala dioda određuje boju svetlosti. Različiti materijali ili neuobičajeni poluprovodnici se koriste u tu svrhu, i imaju različit napon potencijalne barijere. Crvenoj boji odgovara napon od 1.2 V, a napon od 2.4 odgovara ljubičastoj.

 Danas postoje diode i za ultraljubičastu svetlost. Prve svetleće diode su bile crvene i žute, a druge su nastale kasnije. Sve svetleće diode su jednobojne; bele diode su u stvari kombinacija tri diode različitih boja ili plava obložena žutom. Što je niža frekvencija diode veća je efikasnost pa je za efekat jednake jačine svetla raznih dioda potrebno povećavati jačinu struje kod dioda viših frekvencija.

 Ovo se još više komplikuje činjenicom da je ljudsko oko najosetljivije na svetlost koja je negde između plave i zelene.

Princip rada

 Svetleća dioda se sastoji od čipa napravljenog od poluprovodnog materijala koji je dopiran nečistoćama kako bi se napravio p-n spoj. Kao i kod običnih dioda, električna struja teče od P-strane ili anode ka N-strani ili katodi, ali ne i u suprotnom smeru. Nosioci nalektrisanja, elektroni i šupljine teku u spoj sa elektroda između kojih postoji električni napon. Kada se elektron sudari sa šupljinom, on pada na niži energetski nivo i oslobađa energiju u vidu fotona.

 Talasna dužina emitovane svetlosti, a time i njena boja, zavisi od energetske barijere materijala koji čine P-N spoj. Kod silicijumskih i germanijumskih dioda, elektroni i šupljine se rekombinuju ne-zračećom tranzicijom, koja ne daje vidljivu emisiju, jer su oni materijali sa indirektnom energetskom barijerom. Materijali koji se koriste za izradu svetelćih dioda imaju direktnu energetsku barijeru sa energijama koje odgovaraju skoro infracrvenoj, vidljivoj i skoro-ultraljubičastoj svetlosti.

 Napredak u nauci o materijalima je omogućio izradu dioda sa sve kraćim talasnim dužinama, koje su emitovale svetlost raznih boja.

 Više o diodama možete pronaći OVDE.

The post Svetleća dioda – LED (Light-emiting diode) appeared first on Automatika.rs.

 Američki naučnik, Klarens Zener, je objasnio kako se kod poluprovodničkih dioda sa velikom koncentracijom nečistoća povećava provodnost u inverznom režimu rada usled tuneliranja elektrona iz valente u provodnu oblast. Ova pojava dominira u diodama sa inverznim naponom proboja samo do 5 volti. Kod diode sa većim probojnim naponom imamo efekat lavine, pojava da električno polje ubrza elektrone toliko da udarom o atome iz valentne oblasti izbijaju nove elektrone u provodnu oblast, ali uobičajeno je da se i takve diode takođe nazivaju zener diodama, dok se naziv probojna dioda koristi samo kad imamo više napone.

 Kod Zenerevog efekta temperaturni koeficijent je negativan, a kod lavinskog efekta je pozitivan, pa je ukupan temperaturni koeficijent najmanji za diode sa zener naponom od oko 5 volti, jer su tada oba efekta ujednačena.

 Kod Zenerovog (lavinskog) proboja održava se stalan napon, koji praktično ne zavisi o struji kroz diodu.

Slika br.1 Simbol Zener diode i druge izvedbe

 Na slici br.2 na ulaz uređaja spojen je promenljivi sinusnim napon. Kad je ulazni napon negativan, Zenerova dioda je propusno polarizirana i na njoj je mali napon −Uf. Uz pozitivni ulazni napon manji od napona Uz dioda je suprotno polarizirana i na njoj je napon izvora. Kad ulazni napon dobije vrednost veću od Uz, dioda prelazi u stanje lavinskoga proboja i na njoj je stalan napon Uz.

Slika br.2 Pobuda Zenerove diode sa sinusnim naponom

 Vrednosti probojnog napona Zenerovih dioda može se kontrolisati u toku procesa proizvodnje. To omogućuje da se proizvode diode s probojnim naponima od nekoliko volta do nekoliko stotina volta. Diode s probojnim naponom manjim od 5 V nemaju oštro izražen
probojni napon i imaju negativan temperaturni koeficijent (s porastom temperature smanjuje se Zenerov napon). Diode sa Zenerovim naponom višim od 5 V imaju pozitivan temperaturni koeficijent (s porastom temperature raste Zenerov napon).

Slika br.3 Strujno-naponska karakteristika Zenerove diode

 Diode s većim probojnim naponom imaju veći unutrašnji otpor. Unutrašnji otpor Zenerove diode je odnos promene napona na diodi i promene struje kroz diodu koja je dovela do promene napona:

r_z=\frac{\Delta Uz}{\Delta Iz}

 Zenerove diode upotrebljavaju se kao stabilizatori i ograničavači napona. Prilikom odabira Zenerovih dioda potrebno je voditi računa o najvećoj dopuštenoj struji diode u Zenerovu području Iz, odnosno o dopuštenu utrošku snage. Iznosi dopuštenih utrošaka snage kreću se od nekoliko stotina mW do nekoliko desetaka W.

Primena Zener diode za stabilizaciju napona

Slika br.4 Stabilizacija napona sa Zenerovom diodom

 Primer upotrebe Zenerove diode pokazan je na slici br.4. Reč je o najjednostavnijoj izvedbi stabilizatora napona. Izlazni je napon ovoga stabilizatora Zenerov napon Uz. Kako promene struje Iz neznatno menjaju napon Uz, izlazni napon može se smatrati stalnim. Promena ulaznog napona uzrokuje promenu struje Zenerove diode Iz. Zato se menja pad napona na otporniku R, pa je izlazni napon gotovo konstantan.

U_{iz}=Uu-I*R=Uz

I=Iz+Ip=Iz+\frac{Uz}{Rr}

 Otpornik R služi za ograničenje struje Zenerove diode. Kad je stabilizator neopterećen, sva struja iz izvora teče kroz Zenerovu diodu pa otpornik R treba odabrati tako da ta struja ne prelazi dopuštenu vrijednost, kako ne bi došlo do oštećenja diode:

R=\frac{Uul-Uz}{I}

Kako proveriti napon stabilizacije i da li je ispravna Zener dioda?

 U slučaju da se izbrisala oznaka sa Zener diode ili da ne poznajemo način oznacavanja pomoću boja (prstenova), možemo na jednosatavan način odrediti inverzni napon (napon stabilizacije). Potreban je promenljivi izvor jadnosmernog napona (na primer od 0 do 12 V) i voltmetar.

 Jednosmernom izvoru napona priključimo inverzno polarisanu diodu, tj. anodu diode na minus-pol, a katodu na pozitivni pol. Paralelno diodi vezemo voltmetar tako da mozemo pratiti šta se dešava pri porastu napona.

 Postupak je sledeci: polako povećavamo napon izvora i pratimo skretanje instrumenta. Napon na krajevima diode će polako rasti sa promenom napona izvora. Ako je dioda ispravna, napon će rasti do neke određene vrednosti, na primer 8.2V i potom će prestati (ili će vrlo malo porasti sa daljom promenom napona). To znači da je napon stabilizacije 8.2V.

 U slučaju da napon neprestano raste sa porastom napona jednosmernog izvora napajanja, to znači da je dioda u prekidu ili da je napon stabilizacije veći od napona koji izvor može dati (u ovom slučaju 12 V). U slučaju da sa porastom napona izvora napon na diodi ima stalno vrednost nula ili vrlo blisku nuli – dioda je u kratkom spoju.

The post Zener dioda – karakteristike i primena appeared first on Automatika.rs.

 Poluprovodničke diode su elementi sa dva poluprovodnička sloja (sloj P-tipa i sloj N-tipa). Ovde će biti razmotreni osnovni principi funkcionisanja diode, kao i aproksimacije koje omogućavaju pojednostavljivanje analize kola sa diodama.

P-N spoj DIODA

 Kao što znamo da su kod N-tipa poluprovodnika glavni nosioci naelektrisanja elektroni, a kod P-tipa poluprovodnika glavni nosioci naelektrisanja su šupljine.

 Posmatrajmo sada što se dešava prilikom spajanja P-tipa i N-tipa poluprovodnika (što se u praksi ostvaruje dosta složenijim tehnološkim postupkom od prostog spajanja). U tom slučaju, kako je koncentracija elektrona u N-tipu mnogo veća nego ovih u P-tipu, dolazi do difuzionog kretanja elektrona i šupljina, koje ima za cilj izjednačenje koncentracija u svim delovima poluprovodničke strukture. Znači, elektroni počinju da se kreću od mesta veće ka mestima manje koncentracije, odnosno u smeru od N-tipa ka P-tipu poluprovodnika. Slično važi i za šupljine, koje se kreću od P-tipa ka N-tipu poluprovodnika (slika br.1a). Prilikom kretanja jednih ka drugim, na samoj granici spoja, dolazi do rekombinacije, odnosno do popunjavanja šupljina elektronima. Na taj način, oko same granice spoja, obrazuje se jedan sloj kojeg su napustili i elektroni i šupljine, i koji sada predstavlja delom pozitivno, odnosno delom negativno naelektrisanje, respektivno. Kako se oko spoja formiralo, s jedne strane negativno, a s druge pozitivno naelektrisanje, u tom delu se uspostavlja električno polje, koje ima smer od pozitivnog ka negativnom naelektrisanju. Odnosno, uspostavlja se polje, čiji smer je takav da se protivi daljem kretanju elektrona, odnosno šupljina (smer kretanja elektrona pod uticajem polja je suprotan od smera polja). Kada intenzitet polja dovoljno poraste da spreči kretanje elektrona i šupljina, prestaje difuziono kretanje. Tada se kaže da se unutar P-N spoja formirala oblast prostornog tovara. Razlika potencijala između krajnjih tačaka ove oblasti naziva se potencijalna barijera. Nju većinski nosioci naelektrisanja, sa jedne i druge strane spoja, nisu u stanju da pređu pri normalnim uslovima (odsustvo stranog polja). Ovo je ilustrovano na slici br.1b.

 Primetimo, da je uspostavljeno električno polje, unutar oblasti prostornog tovara, najjače na samoj granici spoja, jer se, samo u tim tačkama, polja od svih dipola (pojedinačno) sabiraju (slika 1b).

 Slika br.1 P-N spoj. a) Trenutak stvaranja; b) Oblast prostornog tovara.

 Na sobnoj temperaturi (uz uobičajenu koncentraciju primesa), razlika potencijala ove barijere iznosi oko 0,2V za silicijumske, odnosno oko 0,6V za germanijumske diode. Na kraju, napomenimo da je, u prethodnim ilustracijama, pretpostavljeno da su P-tip i N-tip poluprovodnika jednako (simetrično) dopirani.

Direktna i inverzna polarizacija

 Po uspostavljanju potencijalne barijere, prestaje kretanje glavnih nosilaca naelektrisanja sa jedne na drugu stranu spoja, i obratno. Postavlja se pitanje, na koji način iskoristiti prisustvo velikog broja elektrona u N-tipu i šupljina u P-tipu poluprovodnika za uspostavljanje struje kroz diodu. Nameće se jedno veoma logično rešenje, a to je da treba otkloniti uzrok prestanka kretanja glavnih nosilaca naelektrisanja. Naime, da bi se obezbedilo dalje kretanje glavnih nosilaca, neophodno je napon potencijalne barijere oboriti, odnosno smanjiti uspostavljeno polje, koje je uzrokovalo prekid kretanja naelektrisanja. Ovo se može ostvariti ako se dioda priključi na spoljašnji izvor, čije polje će biti suprotno od polja uspostavljenog unutar oblasti prostornog tovara (direktna polarizacija diode). Tada se smanjuje potencijal koji je bio barijera za kretanje glavnih nosilaca, pa se, na taj način, uspostavlja njihovo kretanje, čija posledica je struja kroz diodu u smeru suprotnom od smera kretanja elektrona (prema konvenciji) u njoj. Postavlja se pitanje da li će se, prelaskom elektrona iz N-tipa, narušiti struktura u P-tipu. Ovo se ne dešava jer su elektroni u P-tipu sporedni nosioci, te se, praktično, u potpunosti rekombinuju uz samu oblast prostornog tovara. Ovo isto važi i za šupljine. Direktna polarizacija diode prikazana je na slici br.2a. Struja koja se uspostavlja pri direktnoj polarizaciji naziva se često i direktna struja.

 Inverzna polarizacija se ostvaruje kada se izvor veže na način kojim će se povećavati električno polje unutar oblasti prostornog tovara, odnosno kao na slici br.2b.

Slika br.2 Polarisanje dioda: a) direktno, b) inverzno

 U ovom slučaju, očigledno je da se onemogući kretanje glavnih nosilaca kroz P-N spoj, jer se oblast prostornog tovara, odnosno potencijalna barijera, povećava. Međutim, primetimo da ovakvo polje odgovara slobodnim manjinskim nosiocima naelektrisanja, elektronima u P-tipu i šupljinama u N-tipu poluprovodnika. Kako, iako u jako malom broju, ovi sporedni nosioci postoje, to se, pri inverzno polarisanom P-N spoju, ipak uspostavlja neka veoma mala struja, koja se, u skoro svim praktičnim analizama, zanemaruje.

Strujno naponska karakteristika diode

 Prethodna analiza omogućila nam je da shvatimo postupke direktne i inverzne polarizacije. Međutim, na osnovu dosadašnje analize, ipak nismo u stanju da preciznije odredimo zavisnost struje kroz diodu od dovedenog napona direktene, ili inverzne, polarizacije. Postoje veoma složene matematičke analize koje opisuju ove zavisnosti. Sigurno najpouzdanija i najočiglednija je analiza koja se bazira na snimanju strujno-naponske (U-I) karakteristike. Ovo snimanje izvodi se prema šemi na slici br.3.

 Otpornikom (potenciometrom) Rr (slika br.3) menjamo napon U, čiju vrijednost merimo voltmetrom (V), a vrednost jačine struje I kroz diodu (D) merimo ampermetrom (A). Na slici br.3 prikazana je direktna polarizacija (direktni smer ili provodni smer), a inverzna polarizacija se postiže promenom polarizacije izvora (E). Rezultati snimanja dati su takođe na slici br.3, a za analizu koristimo sliku br.4.

Slika br.3 Šema merenja karakteristika i karakteristike diode

 Uočimo sa slike br.4a dve karakteristične tačke – prvu koja predstavlja tzv. napon praga Vk (ili napon kolena) posle koga struja kroz diodu počinje naglo da raste, i drugu tačku (“pregorevanje”), koja predstavlja napon kojim bi se uništila dioda iz razloga što bi, pod njegovim uticajem, došlo do nepoželjnog povećanja temperature diode, do mere pri kojoj poluprovodnici gube svoja svojstva.

Slika br.4 Karakteristika diode: a) Direktna polarizacija;
b) Inverzna polarizacija.

 Pri naponima inverzne polarizacije, struja kroz diodu jednaka je struji inverzno polarisanog P-N spoja, i ona je veoma mala. Međutim, i pri ovakvoj polarizaciji, postoji ograničenje. Naime, ukoliko se inverzni napon isuviše poveća (u apsolutnom iznosu), dolazi do tzv. proboja diode. Proboj može nastati zbog tzv. lavinskog efekta. Povećanjem napona inverzne polarizacije, povećava se inverzno polje unutar potencijalne barijere. Ovo polje ubrzava slobodne elektrone, i pri nekoj vrednosti saopštava im dovoljnu energiju da oni, pri sudaru sa vezanim elektronima, oslobode novi par elektron-šupljina. Ako novooslobođeni elektroni imaju dovoljnO energije da generišu nove parove elektron-šupljina, proces će se nastaviti poput lavine. Lavinski proces počinje na samoj granici P-N spoja (gde je polje najjače). Visokim naponom inverzne polarizacije može se nepovratno razoriti struktura diode.

Parametri diode

 Parametri diode su veličine koje karakterišu ponašanje diode. Osnovni parametar diode je njena inverzna struja zasićenja, koja se kreće od 10-8 do 10-2 mA za germanijumske i od 10-12 do 10-6 mA za silicijum diode.

 Drugi važan parametar diode je njena otpornost. Razlikujemo statičku i dinamičku otpornost diode. Statička se definiše kao odnos napona na diodi i struje koja protiče kroz diodu i nema neki tehnički značaj. Dinamička ili unutrašnja otpornost diode definiše se za tačku na karakteristici (U0, I0) na sledeći način:

R_i=\frac{1}{\frac{dI}{dU}|U=U_0}

 Sledeći parametar je maksimalni inverzni napon diode, pri kome dolazi do proboja. Ako se pri proboju struja kroz diodu ne ograniči, npr. nekim spoljnim otporom, kumulativno povećanje struje imaće za posledicu preveliko zagrevanje spoja, tako da će se on razoriti. Silicijumske diode imaju veći inverzni napon od germanijumskih.

 Karakteristike diode u značajnoj meri zavise od temperature spoja. Temperatura P-N spoja zavisi od disipacije na spoju koja je jednaka proizvodu struje kroz spoj i napona na njemu. Maksimalna temeperatura spoja predstavlja osnovno ograničenje u radu poluprovodničkih dioda. Ukoliko je ova temperatura veća od maksimalne, nastaje termički proboj koji može da ima za posljedicu razaranje P-N spoja.

Aproksimiranje diode

 Razmatrajući diodu, ukazali smo da se, u njoj, odvijaju složeni procesi, koji, da bi se opisali, zahtevaju dosta složen matematički aparat. Međutim, najčešće, prilikom analize kola sa diodama, potrebno je usvojiti neke aproksimacije. U tom smislu, zavisno od željene tačnosti, najčešće se upotrebljavaju tri aproksimacije karakteristika diode. Prva, i najgrublja, aproksimacija podrazumeva diodu kao idealni prekidač (idealna dioda). Naime, kad je direktno polarisana, dioda se posmatra kao zatvoreni prekidač u kolu. U slučaju inverzne polarizacije, dioda se posmatra kao otvoreni prekidač. Karakteristika i ilustracija idealne diode date su na slici br.5.

Slika br.5. Idealna dioda. a) Karakteristika; b) Ilustracija

 Ukoliko napon izvora nije mnogo veći od napona praga diode, pribegava se drugoj (manje gruboj) aproksimaciji diode. Ovako aproksimirana dioda prikazana je na slici br.6. Izvor sa slike ekvivalentira delovanje potencijalne barijere.

 Za slučajeve kad otpornost diode ima red veličine isti kao i otpornosti priključene u kolu, koristi se treća aproksimacija, prikazana na slici br.7, gde Rd predstavlja otpornost diode pri direktnoj polarizaciji.

Slika br.6. Druga aproksimacija. a) Karakteristika; b) Ekvivalentno kolo.

Slika br.7. Treća aproksimacija. a) Karakteristika; b) Ekvivalentno kolo.

The post Poluprovodničke komponente – DIODE appeared first on Automatika.rs.

T&M rešenja

 Osciloskop R&S RTC 1000 ima u sebi ugrađeni tester za komponente. Sastoji se iz generatora signala koji primenjuje signal sinusnog talasa na 50 Hz ili 200 Hz sa definisanom amplitudom ( max. 9 V) i ograničenom jačinom struje (max. 10 mA) u DUT. U ovom modu, osciloskopi koriste A/D konventer da digitalizuju signale pod uticajem komponente i predstave kao trenutnu verziju naponskog signala.

Princip rada

Načelo rada se može ilustrovati korišćenjem linearnih pasivnih komponenata.

Slika br.1 Strujno-naponska (I/V) karakteristika otpornik  vrednosti 2,1kΩ

 Na slici 1. je prikazana I/V karakteristika otpornika od 2,1 kΩ povezanog sa testerom komponenti. Linearno ponašanje komponente je jasno vidljivo. Struja raste linearno sa povećanjem električnog napona. Na primer, struja je jačine otprilike 2 mA a električni napon je 4 V. Prema Omovom zakonu, vrednost otpora iznosi oko 2 kΩ. Linearni odnos između struje i napona uz otpor može se proveriti korišćenjem drugog otpornika.

Slika 2.  I/V karakteristiku druge komponente koja stvara otpor od 110Ω

 Slika 2. prikazuje I/V karakteristiku druge komponente koja je povezana sa testerom. Ponovo, prema Omovom zakonu, otpor druge komponente je niži. Struja pri naponu od 0,9 V je približno na 8 mA. Rezultat je stvaranje otpora od otprilike 110 Ω. Komponentni tester osciloskopa R&S RTC 1000 takođe može da prikaže karakteristike nelinearnih pasivnih komponenata, kao što su npr. kondenzatori.

Slika br.3 I/V karakteristika kondenzatora od 0,1 μF na stimulisanim signalom od 50 Hz

 Slika 3. prikazuje kondenzator od 0,1 μF koji je povezan sa testerom i inicijalno je stimulisan signalom od 50 Hz. Nelinearna karakteristika može lako da se prepozna po eliptičnom obliku nastalih kriva. Frekvencijska zavisnost I/V karakteristika se može ilustrovati jednostavnom promenom frekvencije stimulusa na 200 Hz.

 Reaktivnost kondenzatora se može izračunati pomoću sledeće formule:

Xc= -1 / 2πfC

 Pri konstantnoj kapacitivnosti, reaktansa opada, sa povećanjem frekvencije.

Slika br.4 I/V karakteristika kondenzatora od 0,1 μF na stimulisanim signalom od 200 Hz

 Na Slici 4. prikazana je kriva koja je rezultat stimulacije kondenzatora od 0.1 μF sa signalom od 200 Hz. Manje eliptičan izgled samih ravni u potpunosti odgovara formuli za izračunavanje reaktanse kondenzatora.

 Tester komponenti se pored ovoga, može koristiti i za prikazivanje kvazi-statičke karakteristike aktivnih komponenti, poput dioda. Pod statičkim uslovima, silicijumska dioda provodi struju pri naponu od 0,4 V. (Slika br.5)

Slika br. 5 I/V karakteristika silikonske diode

Slika br.6 I/V karakteristike Zenerove diode

 Slika 5. prikazuje ovo tipično ponašanje. Struja raste veoma brzo, kada pređe napon od otprilike 0,5 V.

 Strujne karakteristike kompleksnih komponenti, kao što su Zenerove diode, takođe se mogu prikazati i analizirati ovim testerom komponenti, videti Sliku 6.

R&S®RTC1000 – Component testing

Zaključak

 Testeri komponenti olakšavaju korisnicima, kao što su inženjeri ili studenti, da analiziraju karakteristike signala aktivnih i pasivnih komponenti. Inženjeri mogu znatno brže proveriti samu funkciju komponente, dok studenti mogu primeniti i verifikovati svoje teorijsko znanje u praksi. Sa dodatim testerom komponenti, osciloskop R&S RTC 1000 idealni su instrumenti u razvojnim ili obrazovnim odelenjima. Poseduju osam digitalnih ulaza, opcione triger i dekoder funkcije za do pet serijskih busova, ekstenzivne merenje funkcije i FFT funkciju visokih performansi.

Rohde & Schwarz Österreich Ges.m.b.H.
Representative Office Belgrade

Španskih boraca 3
11070 Beograd

tel: +381 11 6556 814
e-mail: rs-serbia@rohde-schwarz.com

The post Određivanje strujno-naponske karakteristike pomoću osciloskopa appeared first on Automatika.rs.

The post Li-Fi svaki izvor svetlosti pretvara u ultra brzu bežičnu mrežu appeared first on Automatika.rs.