フォト
無料ブログはココログ

このブログについて

  • 著作権の扱い方
    著作権はコメントを含めて投稿者に帰属します。投稿者本人が著作権をもち、責任も持つという意味です。 リンクはご自由にして構いません。 原則公開です。 批判も含めてコメントは公開いたしますが、営利目的などの記事は、管理者権限で削除することがあります。コメントは管理者の承認後、反映されます。 ただし、TBは現在許可していません。

著作

  • 共著:「次世代センサハンドブック」培風館(2008)、「マイクロセンサ工学」技術評論社(2009.8)
  • 連絡先
    私への講演、セミナー、技術指導などのご依頼はこちらまで↓ okayamaproあっとまーくyahoo.co.jp  あっとまーくは半角の@にしてください
  • 単独著
    アナログ電子回路設計入門 (1994.12)、コロナ社: 実践アナログ回路設計・解析入門 (2005.1)、日刊工業: オペアンプ基礎回路再入門 (2005.7)、日刊工業: ダイオード・トランジスタ回路入門 (2005.12)、日刊工業: スイッチングコンバータ回路入門 (2006.9)、日刊工業: これならわかるアナログ電子回路基礎技術 (2007.6)

専門とする事項

  • 電源を含む精密アナログ電子回路の設計・開発、およびその教育、技術指導。センサ・アクチュエータシステムの構築。電子機器の不良解析指導および再発防止指導。解析主導型設計の推進と回路シミュレータの実践的活用指導。技術的側面からのプロジェクト管理指導。

Twitter

新刊

  • 岡山 努: アナログ電子回路の基礎と入門!これ1冊

« トランジスタの出力抵抗 | トップページ | LED蛍光灯 »

2011年5月18日 (水)

接合電圧

pn接合の電圧-電流特性を測るには、測定電流Ijを幾桁も変えて測定して電流の対数と順電圧Vjを片対数グラフに描くと良い。

アナログエンジニアは幾種類かの抵抗と可変電圧源を用いて測定する。可変電圧源Vsから抵抗Rを介して供試品を直列に接続し、VsとVjを測定する。Ij=(Vs-Vj)/Rだから、抵抗を大きく変えれば広い電流範囲でグラフ化することができる。電圧測定にはデジタルテスタの方が負荷効果が少ない。通常のノイズ環境下で測定するなら、ダイオードまたはトランジスタに並列に1000pF~0.1μFのセラミックコンデンサまたはフィルムコンデンサを接続する。測定は無風状態でなるべく手早く測定することがポイントだ。

0.1V程度以下の順電圧まで測定するには、接合形FET入力のOPアンプで利得1のバッファ(電圧フォロワ)を介して測定時の負荷効果を下げ得ておく必要がある。このような方法を常用する理由は、可変電圧源はふつうにあるが、広範囲可変電流源を準備しにくいからである。

シリコンダイオードの電流-電圧特性はIj=Is{exp(Vj/(mVT)-1} m:エミッション係数、VT:熱電圧=kT/q k:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:素電荷 Is:飽和電流で表わされる。

-1を無視すれば、Vj=mVT・ln(Ij/Is)となるから、グラフ上での直線部の傾きから、例えば小信号ダイオードなら品種にも依存するがm≒2、とIsが求まる。ただし、グラフは常用対数を使っているので対数の底の変換が必要である。さらに、電流が1桁変化するとm=2のダイオードの場合常温で120mV変化する。

大電流領域では純pn接合の特性に直列抵抗成分が加わるので、片対数グラフ上で急激にVjが上昇する。この部分から等価直列抵抗Rsを定量化できる。

小信号用トランジスタでは、簡単にはC-Bを接続し、B-E間を測定するとm≒1の結果が得られる。この状態のトランジスタでは拡散電流が支配的なので、寄与するキャリアは1種類でmが1になるのである。

同時に、通常の方眼グラフにVj-Ij特性を描くのも意味がある。このグラフは決して放物線のようにはならず、現実のpn接合特性を体感する良い機会となる。

こんな初歩的だが重要な実験を自分自身でやっていれば、その後の回路理解に役立つのだと思うのだが、結構、模式図のための模式図になっている書物もあるのだ。

『人気Blogランキング』の「自然科学」部門に参加しています。今日も貴重な応援の1票をよろしくお願いします。【押す】

« トランジスタの出力抵抗 | トップページ | LED蛍光灯 »

電子回路基礎」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く

コメントは記事投稿者が公開するまで表示されません。

(ウェブ上には掲載しません)

« トランジスタの出力抵抗 | トップページ | LED蛍光灯 »

2020年1月
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

現在のランキング