[elettronica]calcolo della tensione di soglia del diodo

ross.dream
Salve, sto preparando una relazione di laboratorio sul diodo ed altri argomenti. La traccia mi chiede di determinare la tensione di soglia, note le misure di tensione e corrente effettuate e riportate in una tabella. Dando uno sguardo alla relazione che un ragazzo aveva fatto nell'anno precedente, ho notato che, per il calcolo della tensione di soglia, ha considerato le ultime due coppie di valori tensione-corrente riportate in tabella e, rappresentandole come punti, ne ha calcolato la retta passante e infine ha trovato il punto di intersezione, corrispondente proprio alla tensione di soglia, fra questa retta e l'asse delle ordinate, x=0. Ora, a parte i notevoli errori di calcolo presenti nella procedura e valori praticamente inventati, provando a fare lo stesso con i miei dati, ottengo un valore di 6,8 V, il che è assurdo per una tensione di soglia! Sicuramente c'è qualcosa che non va...potreste indicarmi un procedimento matematico per determinare tale tensione? Vi ringrazio!;)

Risposte
elgiovo
Io guarderei la tensione tale per cui la corrente diventa dell'ordine del mV.
Devi tenere in mente che, guardando un grafico logaritmico della solita legge del diodo:

[tex]I=A I_S \left(e^{\frac{V}{n V_T}}-1 \right)[/tex]

non si notano punti in cui la corrente subisce un cambio repentino, ovvero non esistono delle vere e proprie "soglie".
Uno definisce la soglia come quella tensione tale per cui il diodo comincia a condurre correnti paragonabili con quelle in giro per il resto del circuito, che oggigiorno sono dell'ordine del mV.

A dire il vero esistono dei punti "di ginocchio" nel grafico logaritmico del diodo reale, dovuti a effetti secondari (la generazione-ricombinazione in zona di carica spaziale per basse correnti e gli effetti di alta iniezione per alte correnti), ma non sono che finezze di cui per ora non devi preoccuparti.

ross.dream
Ciao, ti ringrazio per la spiegazione!;)
Il problema è che, purtroppo, mi viene chiesto di inserire nella relazione da consegnare il calcolo della tensione di soglia. La traccia era proprio questa: "(...) Si utilizzi l'oscilloscopio per visualizzare il segnale ai capi del diodo e, quindi, misurare la tensione. Si ricostruisca per punti la caratteristica corrente-tensione del diodo e se ne determini la tensione di soglia". Ebbene, mi è stato detto di determinare la tensione di soglia col metodo geometrico, cioè mettendo a sistema la retta passante per gli ultimi due punti di coppia tensione-corrente nel grafico, con l'asse delle ordinate, ma a me viene un valore comunque molto molto alto! Come mai?

elgiovo
Immagino che sia perché hai fatto uno sweep di tensione molto ampio, e quindi il range di correnti misurate dall'oscilloscopio è molto ampio a sua volta. Come ho già detto, la caratteristica è esponenziale, e non "retta orizzontale + retta verticale" (che è il modellino usato per la risoluzione dei circuiti), e non esistono soglie. Quanto vale la tensione che ti restituisce un mA di corrente? (tanto per farmi un'idea).

ross.dream
Esattamente, ho uno sweep di tensione decisamente ampio! Dunque, sul diodo ho misurato una tensione di 1928 mV per un valore di 1.002 mA. Come alimentatore ci hanno fatto usare il generatore di funzioni impostato a 100 Hz di frequenza e, per misurare la tensione sul diodo, ci hanno fatto variare di volta in volta l'ampiezza. Io sono arrivato ad un max di 23V di ampiezza del segnale, dopodiché mi sono fermato.
Ti ringrazio ancora tanto per tutte le spiegazioni!!!:)

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