Charakterystyka I(U): czy każda rosnąca krzywa spełnia prawo Ohma?

Potrzebne wiadomości: Prąd, napięcie, iloraz U/I i nachylenie wykresu.

Prosta przez początek i krzywa to różne modele

Dla stałego oporu I=U/R, więc I(U) jest prostą przez początek. Nachylenie tej prostej ma jednostkę A/V i wynosi 1/R. W przykładowym modelu nieliniowym I=(0{,}010\,\mathrm{A/V^2})U^2 dla dodatnich napięć. Prąd także rośnie, lecz iloraz U/I zmienia się: dla 1 V opór statyczny wynosi 100 Ω, dla 2 V już 50 Ω.

Mała zmiana napięcia nie korzysta zawsze z tego samego oporu

Przy punkcie pracy U=2 V pochodna dI/dU wynosi 0,040 A/V. Odwrotność daje opór różniczkowy 25 Ω, inny od U/I=50 Ω. W zadaniach szkolnych bez rachunku różniczkowego nachylenie możemy przybliżać ilorazem niewielkich przyrostów. Trzeba powiedzieć, czy obliczamy opór statyczny, czy opis małej zmiany wokół punktu pracy.

Krzywa nie dowodzi sama, że badany element jest diodą. Nieliniowość może powstać także przez zmianę temperatury żarówki. Aby opisać rzeczywisty element, potrzebujemy warunków i zakresu pomiaru. Nie łączymy tabeli z dowolną nazwą podzespołu tylko dlatego, że wykres jest zakrzywiony. Poniższy wielomian jest zadanym modelem do analizy danych, nie uniwersalną charakterystyką półprzewodnika.

Zadania do tego tematu

• Trzy punkty odróżniają wzrost od proporcjonalności
• Punkt pracy i niewielki przyrost napięcia
• Co zmieni zamiana osi charakterystyki?

Dalsza lektura

Materiał referencyjny