Измерение ВАХ диодов

[Кот-тоК]

Всем привет!

Нужно измерять ВАХ диодов, а прибора нет. Хочу попробовать сделать, но идеи толковой пока нет
Вот, то к чему пока пришёл:



Точка А подключена на вход АЦП микроконтроллера, меряем входное напряжение. Точка В подключена на другой вход АЦП, меряем выходное напряжение, через его значение, зная номинал резистора, можем вычислить ток. Таким образом меняя входное напряжение, можно узнавать ток через диод и соответственно получим ВАХ.

Но!!! Есть несколько загвоздок, значением входного напряжения тоже хотелось бы управлять (а не крутить ручку на блоке питания), как это сделать???? Совсем не представляю. Второе, вход АЦП имеет своё конечное сопротивление, что будет вносить ошибку в значения ВАХ, так ведь????

Значения ВАХ нужно получать достаточно точно, для обеих ветвей (и отрицательные и положительные значения напряжения). Может ещё какие-нибудь эффекты в цепи надо учитывать???

Хотелось бы услышать мысли по этому поводу.

Спасибо за внимание!!!

[Goldsmith]

Управлять напряжением на диоде можно при помощи ЦАП, наиболее простой способ его реализовать - использовать встроенный в МК ШИМ.

Для снятия прямой ветки ВАХ диода я бы предпочел линейно увеличивать ток и измерять напряжение на переходе. Для обратной ветки - линейно увеличивать напряжение и измерять ток.

Если входной ток АЦП искажает измеряемую величину, можно поставить на его вход буферный повторитель с высоким входным импедансом.

[Кот-тоК]

БОЛЬШОЕ СПАСИБО за ответ

Как же я и не додумался про использование ЦАП
Но всё же некоторые непонятности остались.

Я не упоминал про это, но мерять ВАХ надо не просто на диодах, а фотодиодах



Получается, что придется использовать 2 ЦАПа, один по наряжению, для обратной ветки, второй биполярный по току, для положительной ветки???Я правильно понял?? Или лучше биполярный по напряжению, до наряжений пока ток не станет равен 0, и униполярный по току для значений тока больше 0???

Мне особо важен участок при положительных напряжениях и важна точность.

[Goldsmith]

Давайте по порядку, вопросов сразу много возникает. Сначала разберемся с этим:

Я не упоминал про это, но мерять ВАХ надо не просто на диодах, а фотодиодах

Снимать характеристику будете в темноте, при фиксированной освещенности или будете строить семейство ВАХ при различной освещености?

Если третий вариант, то нам потребуется еще добавить канал регулирования освещенности.

[Кот-тоК]

3-й вариант был бы предпочтительней, но можно и при фиксированном освещении

Спросил у друга в соседней лаборатории, у него есть прибор для измерения ВАХ, так вот он измерения делает меняя только напряжение и для обратной и для прямой веток ВАХ.

К тому же, если использовать ЦАП для получения положительных и отрицательных значений тока или напряжения теряем в точности, видимо придется брать ЦАП с большой разрядностью??

[Goldsmith]

К тому же, если использовать ЦАП для получения положительных и отрицательных значений тока или напряжения теряем в точности, видимо придется брать ЦАП с большой разрядностью??

Вовсе не обязательно. Мы можем просто поставить на выходе ЦАП усилитель с управляемым коэффициентом усиления и перекрывать большой диапазон напряжений, сохраняя постоянной относительную погрешность.

Спросил у друга в соседней лаборатории, у него есть прибор для измерения ВАХ, так вот он измерения делает меняя только напряжение и для обратной и для прямой веток ВАХ.

Можно, конечно, и напряжение на прямой ветке менять. Но прямая ветка ВАХ p-n перехода - экспонента, и небольшое изменение напряжения вызовет большое изменение тока. Есть опасность выскочить за максимальный предел тока.

[Кот-тоК]

Вовсе не обязательно. Мы можем просто поставить на выходе ЦАП усилитель с управляемым коэффициентом усиления и перекрывать большой диапазон напряжений, сохраняя постоянной относительную погрешность.

А ведь и правда

Спасибо за ответы. Сегодня вечером попробую уже приблизительную схемку накидать, результат покажу.

[Goldsmith]

Вы сначала прикиньте спецификации прибора, который собираетесь делать: диапазон прямых/обратных напряжений/токов, точность и т.д. Тогда можно будет дать более определенные рекомендации.

[Кот-тоК]

В прямом направлении ток собираюсь изменять от -1 до 1 А при этом максимальное напряжение вряд ли превысит 1,5В. Шаг измерения приблизительно 1 млА.
На обратной ветви напряжение буду менять от 0 до -5В. тут шаг 1 млВ.

[Goldsmith]

В прямом направлении ток собираюсь изменять от -1 до 1 А

Это что за фотодиод с таким рабочим током?

[Кот-тоК]

Ой

Я действительно немного загнул по току

+1А я брал как совсем экстремальный случай.

-1А это действительно многовато, я в статье посмотрел, но не обратил внимания, что подобные значения получают при концентрации солнечного излучения в 20-100 солнц. К тому же там везде говорится о плотностях тока.
В таком случае думаю -0.01.

диапазон -0.01 +0.1А более правдоподобен?

[Goldsmith]

Да, это более похоже на правду.