Eigenschappen van dioden staan beschreven in datasheets die fabrikanten uitgeven. Halfgeleiders met hetzelfde typenummer kunnen echter een behoorlijke onderlinge spreiding hebben. Of men heeft een volstrekt onbekend type diode in handen. Wil men de exacte eigenschappen weten dan zal het bewuste component aan een aantal metingen onderworpen moeten worden om deze te achterhalen. Dit artikel behandeld een serie metingen die de belangrijkste DC eigenschappen meet.
De te testen diode is gemerkt met “DUT”, Diode Under Test.
Invloed eigen opwarming
De stroom-spanning karakteristiek is een belangrijk gegeven van een diode. Deze curve wordt vaak opgenomen met een schakeling zoals die staat afgebeeld in figuur 2. De meetstroom wordt hier ingesteld met de spanningsbron U en weerstand R. In plaats van hiervan wordt ook wel een stroombron toegepast. Tijdens een handmatige opname van de karakteristiek wordt de spanning van bron U stapsgewijs verhoogt. Bij elke ingestelde spanning loopt er een zekere stroom door de diode DUT die geregistreerd wordt door de ampèremeter A, de spanningsval over de diode wordt gemeten met de voltmeter V.
Bij een handmatige meting vloeit er continu stroom door de diode. Het product van de diodestroom ID en diodespanning UD is het gedissipeerde vermogen die de diode opwarmt. In het begin van de meetprocedure waar de stroom nog klein is, is de opwarming gering. Naarmate de stroom verder wordt opgevoed zal het ontwikkelde vermogen steeds groter worden en de junctie steeds verder in temperatuur stijgen. Dit is weergegeven met de blauwe lijn in figuur 3. Ter vergelijking staat met een rode lijn de diode karakteristiek afgebeeld waarbij de junctietemperatuur constant op 47 °C werd gehouden.
Door deze temperatuurstijging tijdens de meting verkrijgt men een onbetrouwbaar beeld van de werkelijke diodekarakteristiek. Door deze meetfout lijkt het of de diode een scherpe knik in de karakteristiek heeft en een zeer stijl verder verloop. De werkelijke karakteristiek verloopt meer vloeiend en minder stijl.
Dit voorbeeld laat zien dat het belangrijk is om de junctietemperatuur nauwkeurig te weten voor een betrouwbaar resultaat. Hoe de diodekarakteristiek wel goed gemeten kan worden staat verder op beschreven.
