ダイオードの静特性 計測

質問

ダイオードの静特性 計測

1s1588という型番のダイオードを使用して計算値、実験値と比較してみました。

まず、

I=Is*{exp(V/nVt)-1} [Vt=kT/q]

のショックレーのダイオード方程式に値を代入して計測してみたところ、
Is=10^-14[A] , n=1 (理想D) , Vt=0.0257[V](標準温度25℃) として、かつexp>>1より、 -1 の項を除去し、

I=10^-14 * (exp(V/0.0257)

として、Vを0.02[V]ずつ変化させて計算しました。

逆方向飽和電流Isの値は、下記URLのデータシートより確認しようとしたところ、どれを見て良いか分からず

http://www.madlabo.com/mad/book/device/1s1588.PDF

SPICEよりI=10^-14[A]という値を決定しました。

そして、実際に1s1588を使用して、計測したところ、大きく差がでてしまいました。
特に0.6[V]あたりからの値の変化の仕方が著しく異なり、
どちら側もいわゆるダイオードの静特性のグラフの形にはなっているのですが、0.8[V]などでの値の上がり方が大きく違い、

ショックレーの方程式で計算した結果では爆発的に上昇しているが、実験値では比べると非常に緩やかに上昇していきました。

一応測定グラフを貼り付けておきます。

【質問】
どうしてこのように方程式での計算値と実験値の値に大きな差が生じたのか原因が分かる方がいれば教えていただきたいです。

自分で考えた原因としてはやはりSPICEから引用したIsの値のとり方が間違えているのかと考えましたが、
データシートよりどのように値を決定すればよいかわかりません。
もし原因がそこに当てはまるということであれば、Isの値を教えてください。

また、原因がこれではなく他にあるなら、その原因というのも教えていただきたいです。
よろしくお願いします。

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回答No.1

KEN_2 · ベストアンサー

グラフを拝見しましたが、スケールを同じにして比較すれば大差無いように伺えます。
1.SPICE：横軸；0.1V、縦軸；10mA/FS；100mA
2.実験値：横軸；0.2V、縦軸；1mA/FS；5mA
3.データシート：横軸；0.1V、縦軸；0.1mA-1mA-10mA-100mAの対数表示
＊データシートはIf-Vfの1S1588を参照します。If；約100mAですね。
スケールを揃えて比較してください。
SPICEの結果は100mAの順電圧が立上がり過ぎていますね。
データシートは1.15V/If；100mAで飽和寸前ですね。

また、実験値はカーブトレーサなどの定電流の掃引電源の電流・電圧測定結果でしようか？
定電圧電源を利用して測定値をプロットされていますか？
数mAオーダー以上の電流を流して測定すると、ジャンクション温度上昇でTa；25℃の条件から無視出来ないIf-Vfの傾斜のカーブになります。
ジャンクション温度上昇の影響を考慮してください。
＊以上の点を考慮して実験してみてください。

お礼

参考になりました。ありがとうございます＾＾