Δίοδος Πυριτίου ως τάση αναφοράς.

Πρόσφατα σε ένα forum ηλεκτρονικών κάποιος ρώτησε πως μπορεί να φτιάξει έχει μία τάση αναφοράς των 0,7 Volt από μία τάση των 1,5 Volt (χωρίς κάποιες προδιαγραφές για ανοχή, σταθερότητα κτλ). Η πρόταση που επικράτησε ήταν ένα απλό κύκλωμα με μία ορθά πολωμένη δίοδο πυριτίου και μία αντίσταση. Η τάση μίας ορθά πολωμένης διόδου πυριτίου είναι περίπου 0,7. Το κακό είναι πως η τάση αυτή εξαρτάται και από την θερμοκρασία της διόδου. Η βιβλιογραφία μιλά για ~2 mVolt ανά βαθμό Κελσίου. Όσο αυξάνει η θερμοκρασία η τάση πέφτει.

4148

Μία συσκευή μπορεί πολύ εύκολα να πρέπει να λειτουργεί σε θερμοκρασίες 10 έως 50 βαθμών Κελσίου. Αν θεωρήσουμε πως θα έχουμε 2 mVolt μεταβολή της τάσης ανά βαθμό η τάση μπορεί να έχει διακύμανση 80 mVolt. Μας κάνει λοιπόν σαν τάση αναφοράς; Και ναι, και όχι. Όλα εξαρτώνται από τις προδιαγραφές που θέλουμε να έχουμε.

Είπα να μετρήσω και πραγματικά την μεταβολή της τάσης αυτής. Έφτιαξα λοιπόν έναν αρκετά “μπακαλίστικο” κύκλωμα για την μέτρηση. Για να κατεβάσω/ανεβάσω την θερμοκρασία της διόδου χρησιμοποίησα ένα θερμοηλεκτρικό στοιχείο (φαινόμενο Peltier).

Με ένα πολύμετρο και έναν αισθητήρα θερμοκρασίας μετρούσα την τάση και την θερμοκρασία και τα έστελνα στον υπολογιστή. Με ένα άλλο πολύμετρο μετρούσα την ένταση του ρεύματος. Η δίοδος που χρησιμοποίησα είναι η 1Ν4148.

DSC01427

Από την τεκμηρίωση της διόδου (παρακάτω γράφημα) είδα πως η δίοδος θα έχει τάση ορθή πόλωσης 0,7 Volts, στους 25 βαθμούς Κελσίου (μία μέση θερμοκρασία λειτουργίας), όταν διαρρέεται από ρεύμα έντασης ~7 mAmpere. Για τάση εισόδου 1,5 Volts έχουμε 1,5 = I*R + 0,7. Οπότε η τιμή της αντίστασης πρέπει να είναι (1,5-0,7)/0,007 ή περίπου 114 Ohm. Έβαλα μία αντίσταση των 110 Ohm.

dchart

Ξεκίνησα από τους 10 περίπου βαθμούς Κελσίου μέχρι τους 50 περίπου. Η μεταβολή στην τάση ήταν 68 mVolt. Είχαμε υπολογίσει πως θα είναι περίπου 80 mVolt για διαφορά θερμοκρασίας 40 βαθμών. Αν συνυπολογίσουμε πως δεν περίμενα αρκετή ώρα να ψυχθεί/θερμανθεί εντελώς η επαφή της διόδου, και πως η κλίση είναι τυπικά λίγο μικρότερη από τα 2 mVolt ανά βαθμό Κελσίου… “Mέσα” είμαστε.

Chart

Advertisements
This entry was posted in Electronics and tagged , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s