Меню

Вольт-амперная характеристика

ВАХ — это вольт-амперная характеристика, а если точнее, зависимость тока от напряжения в каком-либо радиоэлементе. Это может быть резистор, диод, транзистор и другие радиоэлементы. Так как транзистор имеет более двух выводов, то он имеет множество ВАХ.

Немного теории

Думаю, не все, кто читает эту статью, хорошо учились в школе :-). Поэтому, давайте разберемся, что представляет из себя зависимость одной величины от другой. Как вы все помните из школы, мы строили графики зависимости игрек (У) от икс (Х). Та переменная, которая зависит от другой переменной, мы откладывали по вертикали, а та, которая независима — по горизонтали. В результате у нас получалась система отображения зависимости «У» от «Х»:

Не утомил еще я вас математикой ? :-) Так вот, мои дорогие читатели,  в электронике, чтобы описать зависимость тока от напряжения, вместо «У»  у нас будет сила тока, а вместо Х — напряжение.  И система отображения у нас будет выглядеть вот так:

 

Вольт-амперная характеристика резистора

Давайте попробуем начертить график зависимости тока от напряжения для резистора. Для того, чтобы начертить этот график, нам потребуется пропускать через резистор напряжение и смотреть одновременно значение тока. С помощью крутилки я добавляю напряжение и записываю значения силы тока для каждого значения напряжения. Для этого берем блок питания и резистор и начинаем  делать замеры:

Вот у нас появилась первая точка на графике. U=0,I=0.

Вторая точка: U=2.6, I=0.01

Третья точка: U=4.4, I=0.02

Четвертая точка: U=6.2, I=0.03

Пятая точка: U=7.9, I=0.04

Шестая точка: U=9.6, I=0.05

Седьмая точка: U=11.3, I=0.06

Восьмая точка: U=13, I=0.07

Девятая точка: U=14.7, I=0.08

Давайте построим график по этим точкам:

Опа на! Да у нас получилась почти прямая линия! То, что она чуть кривая, связана с погрешностью измерений и  погрешностью самого прибора. Следовательно, так как у  нас получилась прямая линия, то значит такие элементы, как резисторы называются элементами с линейной  ВАХ.

Вольт-амперная характеристика диода

Как вы знаете, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Это свойство диода мы используем в диодных мостах, а также для проверки диода мультиметром    Давайте  построим ВАХ для диода.  Берем блок питания, цепляем его к диоду (плюс на анод, минус на катод) и начинаем точно также делать замеры.

Первая точка: U=0,I=0.

Вторая точка: U=0.4, I=0.

Третья точка: U=0.6, I=0.01

Четвертая точка: U=0.7,I=0.03

Пятая точка: U=0.8,I=0.06

Шестая точка: U=0.9,I=0.13

Седьмая точка: U=1, I=0.37

 Строим график по полученным значениям:

Ничего себе загибулина :-). Вот это и есть вольт-амперная характеристика диода. На графике мы не видим прямую линию, поэтому такая вольтамперная характеристика называется НЕлинейной.  Для каждого диода своя ВАХ. Где-то она круче, где-то ближе к оси силы тока I. Для кремниевых диодов она начинается со значения 0,5-0,7 Вольт. Для германиевых диодов ВАХ начинается со значения 0,3-0,4 Вольта

       

Давайте же рассмотрим подробнее ВАХ диода:

На графике,  на котором мы с вами сами строили ВАХ диода, мы начертили только правую часть графика. Почему? Давайте рассмотрим характеристику диода, который мы с вами пытали. Он называется КД411АМ. Ищем его характеристики в интернете:

Обратное максимальное напряжение Uобр — это  такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток Iобр — сила тока  при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести  к полному тепловому разрушению диода.  В нашем исследуемом диоде это напряжение 700 Вольт. Поэтому, я бы никак не смог показать вам лавинный пробой с помощью своего блока питания, который выдает максимум 15 Вольт.

Максимальный прямой ток Iпр — это  максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении.  В нашем случае это 2 Ампера. Так как у нас зависимость тока от напряжения, следовательно ток зависит от напряжения :-). Если продолжить ветку ВАХ на нашем графике, то можно сказать, что прямое  напряжение не должно превышать на таком диоде приблизительно 1,4 Вольта.

Так же есть такой параметр, как максимальная частота F, которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

Стабилитроны  работают в режиме лавинного пробоя. Выглядят они  также, как и диоды. Поэтому надо обязательно читать маркировку и смотреть в справочник, чтобы точно знать, что это за радиоэлемент. С первого взгляда и не различишь.

Мы подключаем стабилитрон как диод в обратном направлении: на анод минус, а на катод — плюс. В результате этого, напряжение на стабилитроне остается  почти таким же, а сила тока может меняться в зависимости от  подключаемой нагрузки на стабилитроне. Как говорят электронщики, мы используем  в стабилитроне обратную ветвь ВАХ.

 

Резюме

ВАХ  — это вольт-амперная характеристика. Она показывает зависимость тока от напряжения на радиоэлементе.

Элементы, имеющие прямую ВАХ называются линейными элементами. Элементы, которые имеют ВАХ в виде какой-либо функции называются элементами с нелинейной ВАХ.

Транзисторы имеют семейство ВАХ.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *