ElectroYou

Sto facendo delle misurazioni virtuali su un diodo a giunzione esistente in un laboratorio dell'MIT (tramite applicazione in java).

Devo trovare la costante $\eta$ e l'intensità di corrente di saturazione I_s

e la resistenza del diodo R_s

in aula il prof ci ha dato le formule da usare per trovarle ma visto che sono caotiche, mi sto basando su quelle di wikipedia.

Ovvero $V_{D2}-V_{D1}=2.3\eta V_t log(\frac{I_{D2}}{I_{D1}})$
Dalle misurazioni sul grafico che m'è venuto fuori ho preso due valori a caso di corrente e tensione

$V_{D2}=760mV I_{D2}=13.98mA$
$V_{D1}=740mV I_{D2}=10.57mA$

Ho usato una V_T=25mV

che suggeriva wikipedia a 300K anche se nei parametri la temperatura in laboratorio me la da a 295K ora. Cambia molto?
Dalla formula inversa di quella sopra ho trovato un $\eta=2.88$ ma il prof ci ha detto che di solito sta tra 1 e 2. Al limite può sforare leggermente il 2 per le condizioni ambientali...Ma qui è quasi 3. E' normale?

Ho provato con altri valori che mi dava il grafico e ho trovato un 2.4 che forse è già meglio di quello di prima...

A parte che non capisco come possa essere "caotica" la classica espressione della corrente di una giunzione p-n, la formula che utilizzi tu è comunque corretta, ma corri il rischio che poi il prof ti chieda come l'hai ottenuta.... io non me la ricordavo a memoria, ma l'ho ottenuta (usando i logaritmi naturali però) in pochi secondi a partire dall'espressione:

$I=I_o(e^{V/{\eta V_T}}-1)$

Avendo l'avvertenza di trascurare l'unità nel termine in parentesi. perché?
Perché già per piccoli valori di V è generalmente soddisfatta la condizione V >> V_T

e quindi....(lascio a te completare la frase).

Ad ogni modo non capisco assolutamente come ottieni i valori di V_D

e

. Li desumi da un grafico? Esegui in qualche modo una simulazione? (Parli di misurazioni virtuali, il che farebbe intendere che usi un programma di simulazione).

La V_T

vale generalmente 26 mV a 300K. $\eta$ vale 1 per i diodi al germanio e circa 2 per i diodi al silicio.

Se il modello che usi è (come penso) per piccolo segnale, molto probabilmente stai facendo lavorare il diodo in una zona ove $\eta$ non vale più circa 2.

Rifai le misure utilizzando correnti intorno al mA e verificane bene l'esattezza.

Ti fornisco anche una dritta. Immagina di avere due diodi connessi in serie ma con polarità opposte.
Puoi agevolmente calcolare la tensione ai capi di ciascun diodo, usando l'espressione di cui sopra, senza necessariamente conoscere la I_o

.

Shika93 ha scritto:Sto facendo delle misurazioni virtuali su un diodo a giunzione esistente in un laboratorio dell'MIT (tramite applicazione in java).

Mi spieghi questa cosa? Così magari provo anche io a fare qualche misura.... :-)

Si, forse non mi sono spiegato bene.
In pratica l'MIT mette a disposizione degli studenti di alcune università (non so di quali visto che sta cosa è a pagamento e li paga l'uni con le nostre tasse in###

) un laboratorio virtuale.
In questo "esperimento" devo misurare alcuni parametri del diodo a giunzione data una certa tensione oscillante tra due valori.
Viene dato un grafico dove vengono rappresentati gli andamenti esponenziali della corrente in funzione della tensione sul diodo. Su questo grafico si possono prendere tutti i valori di corrente e tensione che interessano.
Metto uno screen tanto da far capire.
Non dico che è caotica la formula che ha dato il prof, è proprio caotica la spiegazione che ha fatto sul come prendere le misure. Cioè che dal grafico la pendenza dell'esponenziale (nella parte quasi lineare) è dato da $\frac{1}{R_S}$ mentre nella parte più bassa a gomito (più vicina allo 0 in pratica) se si traccia la retta tangente si ha la pendenza $\frac{1}{r_d}$ dove r_d

è la resistenza differenziale.
Oppure prendendo in scala semilogaritmica il grafico (logaritmo sulla corrente e lineare sulla tensione) la pendenza è data da $\frac{0.43}{\eta V_T}$

Non ho alcun problema a tirare fuori le formule. Ovviamente qui non ho fatto i passaggi, ma a scriverli ci metto niente
$\eta =(V_{D2}-V_{D1})\frac{1}{2.3V_Tlog\frac{I_{D2}}{I_{D1}}}$ e come hai detto tu, per R_sI_D<<V_D

si usa la formula semplificata perché nel numeratore dell'esponenziale $V_D-R_sI_d\approx V_D$

Io $\eta$ non lo conosco e devo calcolarlo dalle misurazioni. Quindi conoscendolo, posso calcolarmi la I_S

dalla formula $V_D=\eta V_Tln\frac{I_D}{I_S}$ ovvero $I_S=\frac{I_D}{e^{\frac{V_D}{\eta V_T}}}$

Ora è tutto molto più chiaro, e conferma anche il mio °triste° sospetto. Ovvero che, come dici tu, si preferisce ormai eseguire misure °virtuali° anziché fare pratica vera con componenti veri e strumenti veri.
Francamente non so fino a che punto possa servire un approccio simile. Quando poi si tratterà di lavorare nel mondo reale, che faremo?
Le misurazioni che dici tu le facevamo a scuola con un miserabile 1N4148, una pila, due tester ICE, carta millimetrata e matita.

Ad ogni modo l'approccio è sostanzialmente corretto. Dato che però, mi sembra di capire, le misure le devi desumere da una curva plottata, ti suggerisco di espandere la scala per ottenere una migliore precisione, e prelevare due punti in prossimità, come già ti avevo detto, di 1 mA circa.

Meglio ancora, esegui più misure, scegliendo coppie di punti in prossimità di 0.1, 1, 10 e 50 mA, e osserva come varia il valore di $\eta$ che ottieni.

Fammi sapere i risultati perché inizio ad essere coinvolto da questa cosa... :-)

Da quanto ha detto questo diodo esiste fisicamente in un laboratorio del MIT. Le misurazioni in laboratorio le facciamo anche fisicamente
Allego i valori e gli $\eta$ trovati. Sarei propenso a prendere i valori di riga 5 o le ultime due perché per valori sulla parte alta dell'esponenziale $\eta$ è troppo alto.
Posso concludere che per valori troppo alti di corrente e tensione, il diodo non si comporta più come tale perché la quantità di elettroni liberi è alta. Quindi siccome $\eta$ indica la concentrazione di elettroni liberi nelle giunzioni è come se ci fosse una corrente che continua a transitare all'interno e il diodo si comporta come un CC. Più cresce e minore è la resistenza interna in quanto gira sempre più corrente all'interno.

Potresti darmi anche una spiegazione fisica del valore di $\eta$ e se è corretto quello che ho detto nell'ultimo post?

(perché sparisce sempre il tasto edit??)

Stavo giusto scrivendola... dammi qualche minuto :-)

In effetti il fenomeno che osservi è spiegabile, ma occorre mettere alcuni punti fermi, tra i quali appunto il significato di $\eta$ come hai anticipato tu.

Sorry xD

banjoman ha scritto:conferma anche il mio °triste° sospetto. Ovvero che, come dici tu, si preferisce ormai eseguire misure °virtuali° anziché fare pratica vera con componenti veri e strumenti veri.
Francamente non so fino a che punto possa servire un approccio simile. Quando poi si tratterà di lavorare nel mondo reale, che faremo?
Le misurazioni che dici tu le facevamo a scuola con un miserabile 1N4148, una pila, due tester ICE, carta millimetrata e matita.

Mentre ora bisogna andare oltreoceano per misurare un diodo

Poveri noi

ElectroYou

Diodo a giunzione

Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione

Re: Diodo a giunzione