43

РАЗДЕЛ 1.6 АНАЛИЗАТОРЫ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХ- И

ТРЁХПОЛЮСНИКОВ (TWO-WIRE CURRENT-VOLTAGE ANALYZER; THREE-WIRE CURRENTVOLTAGE ANALYZER)

ДВУХПОЛЮСНИКИ

Характеристическая кривая диода, представляющая собой зависимость тока через диод от прикладываемого напряжения, лучше всего отражает его электрические свойства. Установите кремниевый диод в контакты DUT- и DUT+ на одной вертикальной полосе.

Замечание. Важно, чтоб анод диода был подсоединён к контакту DUT-. Для получения информации о методах диагностики диода см. раздел «Цифровой мультиметр», подраздел «Проверка работоспособности диодов и определение их полярности».

Запустите NI ELVISmx Instrument Launcher, загрузите анализатор вольтамперных характеристик двухполюсников (2-Wire). На экране появится лицевая панель виртуального прибора NI ELVISmx Two-Wire Current-Voltage Analyzer. Этот виртуальный прибор позволяет измерять вольтамперную характеристику (ВАХ) двухполюсников, изменяя приложенное к диоду напряжение от задаваемого с лицевой панели начального значения до конечного значения с определённым шагом.

Для кремниевого диода установите следующие параметры на лицевой панели виртуального прибора Voltage Sweep:

Замечание. Необходимо ограничить максимальный ток через диод в обоих направлениях (настройки Current Limits), чтобы гарантировать безопасную работу диода.

Нажмите кнопку Run и наблюдайте на дисплее виртуального прибора измеряемую по точкам вольтамперную зависимость.

В запирающем направлении ток через диод должен быть очень маленьким, порядка нескольких микроампер и отрицательным. В открытом направлении, начиная с некоторого порогового значения напряжения, ток экспоненциально растет до тех пор, пока не достигнет ограничительного значения.

© 2009 National Instruments Россия, СНГ и Балтия. Все права защищены.

44

Изменяя настройки Graph Settings в пыпадающем меню – Linear или Logarithmic наблюдайте за тем, как меняется вид кривой ВАХ. Можно включить и отключить режим автомасштабирования осей (пункт Autoscale).

Включите курсор, отметив пункт Cursor On, и перемещайте его по графику ВАХ с помощью элементов управления Position для точного определения значений (I,V).

Особое внимание стоит уделить настройке Gain. Параметр Gain связан с коэффициентом усиления встроенного в NI ELVIS программируемого усилителя. Увеличение Gain приводит к увеличению коэффициента внутреннего усиления и требуется обычно для более точных измерений, однако, при этом уменьшается максимальное значение силы измеряемого тока через двухполюсник. Для наиболее точных измерений используйте максимально возможный коэффициент внутреннего усиления Gain.

Замечание. Следите за тем, чтобы при используемом коэффициенте внутреннего усиления Gain не происходило насыщение в измеряемой зависимости ВАХ для необходимого диапазона напряжений. Не допускайте следующей ситуации:

45

Пороговое значение, при котором возникает резкое увеличение силы тока при последовательном увеличении прикладываемого тестового напряжения, зависит исключительно от свойств материалов, из которого сделан диод. Для кремниевых диодов пороговое значение составляет 0,6 В, в то время как для германиевых 0,3 В. Для оценки величины порогового значения напряжения необходимо провести касательную к кривой ВАХ в области максимальных значений силы тока.

На рисунке представлена вольтамперная характеристика светодиода. Пересечение касательной с осью напряжений и даст пороговое значение напряжения порядка 1,55 В, что соответствует порогу светодиодов на основе структур GaAsP.

© 2009 National Instruments Россия, СНГ и Балтия. Все права защищены.

46

Используя прибор NI ELVISmx Two-Wire Current-Voltage Analyzer определите пороговое значение напряжения для красного, жёлтого и зелёного светодиода и заполните следующую таблицу:

Красный

Жёлтый

Зелёный

ВОПРОС: Какая тенденция наблюдается?

ИК ИСТОЧНИК

Оптический передатчик состоит из двух компонентов: инфракрасный светодиод (в открытом режиме) и ограничивающий ток резистор. Подключите ИК светодиод к контактным разъёмам макетной платы DUT+, DUT-. Анод светодиода должен быть подсоединён к DUT-. Запустите виртуальный прибор NI ELVISmx Two-Wire Current-Voltage Analyzer. Установите следующие параметры на лицевой панели виртуального прибора:

и нажмите Run. ВАХ инфракрасного светодиода будет выглядеть следующим образом:

47

В открытом режиме ИК светодиод излучает инфракрасный свет при напряжении питания свыше 1,2 В. Свет излучается на длине волны 950 нм, которая не попадает в область видимого спектрального диапазона и находится в области ближней ИК области. В спецификации этого ИК светодиода указано, что значение максимального тока, проходящего через диод, составляет 100 мА, что делает ИК светодиод в десятки раз мощнее обычных светодиодов видимого диапазона. Если соединить ИК светодиод последовательно с сопротивлением номиналом 220 Ом и запитать цепь от блока питания с напряжением +5 В, ток в цепи достигнет величины 22,5 мА, а светодиод будет давать ИК излучение с мощностью 30 мВт.

Спроектируйте электрическую схему светодиодного передатчика и фототранзистора на макетной плате, руководствуясь следующим чертежом:

© 2009 National Instruments Россия, СНГ и Балтия. Все права защищены.