Консультация № 195414
29.04.2019, 11:03
0.00 руб.
0 19 1
Всем привет! У меня возникли сложности с таким вопросом:Как замерить полную ёмкость диода в закрытом состоянии? Нужно подобрать диоды именно по минимальной ёмкости от 4 до 12пф.

Обсуждение

давно
Управляющий
143894
2148
29.04.2019, 11:42
общий
29.04.2019, 11:45
Адресаты:
Это смотрели?
И еще вопрос, что вы понимаете под термином полная емкость?
И чем вы пытаетесь замерить емкость диода?
Об авторе:
Устав – есть устав! Если ты устав – то отдыхай!


давно
Посетитель
400728
1649
29.04.2019, 11:49
общий
Адресаты:
Цитата: Сергей Фрост
И еще вопрос, что вы понимаете под термином полная емкость?
Эта максимальная ёмкость диода при макс. обратном постоянном напряжении Uобр
Цитата: Сергей Фрост
И чем вы пытаетесь замерить емкость диода?
Пока ничем.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
29.04.2019, 12:27
общий
Адресаты:
Вы писали : "Эта максимальная ёмкость диода при макс. обратном постоянном напряжении Uобр" - вообще-то ёмкость диода максимальна при нулевом напряжении его p-n-перехода, или даже при чуть приоткрытом переходе при прямом напряжении. При макси-обратном постоянном напряжении ёмкость диода минимальна. Её проще посмотреть в Справочнике по марке диода, чем измерять, потому что для измерения надо подать 2 напряжения : большое постоянное запирающее и малое переменное для косвенного измерения.

А начинать надо с формулировки цели измерения. Потому что если Вас интересует диод в выпрямителе, а не в колебательном контуре, то Вам нужна вовсе не ёмкость диода, а время рассасывания носителей, ибо НЧ-диод в ВЧ-выпрямителе не будет успевать запираться при переходе полу-волны переменного напряжения из прямой в обратную. Это приводит к НЕэффективному выпрямлению (диод на ВЧ работает как кривой резистор).
давно
Посетитель
400728
1649
29.04.2019, 13:19
общий
Адресаты:
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
вообще-то ёмкость диода максимальна при нулевом напряжении его p-n-перехода
Меня интересует какая будет максимальная ёмкость в закрытом состоянии, так будет точнее.
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
При макси-обратном постоянном напряжении ёмкость диода минимальна.
Вот этот параметр меня и интересует. В открытом состоянии , такая ёмкость в 4-12пф, ведь не будет?
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
Её проще посмотреть в Справочнике по марке диода, чем измерять
В справочнике (гугл) таких данных я не нашёл. Конкретный диод - Д205.

давно
Управляющий
143894
2148
29.04.2019, 14:16
общий
Адресаты:
Вообще-то для выпрямительных диодов существенными электрическими параметрами являлись:
максимально-допустимое постоянное обратное напряжение диода;
максимально-допустимое импульсное обратное напряжение диода;
максимальный средний прямой ток за период;
максимальный импульсный прямой ток за период;
ток перегрузки выпрямительного диода;
максимально-допустимая частота переключения диода;
рабочая частота переключения диода;
постоянное прямое напряжения диода при токе Iпр;
постоянный обратный ток диода;
максимально-допустимая температура корпуса диода;
максимально-допустимая температура перехода диода.
Как правило эти параметры и указываются в различных справочниках.
Вас же интересует довольно экзотический параметр - емкость диода при максимальном обратном токе. Поинтересоваться можно - для чего вам это надо?
Об авторе:
Устав – есть устав! Если ты устав – то отдыхай!


давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
29.04.2019, 14:22
общий
Адресаты:
Вы не ответили на мой уточняющий вопрос о цели измерения: диод в выпрямителе либо в колебательном контуре? Я догадываюсь, будто в контуре. Тогда впаиваете диод в контур генератора, подаёте на диод нужное запирающее напряжение и меряете частоту этого генератора (я так мерял 30 лет назад при изготовлении ГКЧ - Генератора Качающейся Частоты).

Затем отпаиваете 1 конец диода и заменяете его конденсатором известной ёмкости. Из нескольких попыток замены разными ёмкостями, какой конденсатор покажет примерно такую же частоту, значит, и у диода такая же ёмкость. А может у Вас есть прибор "Измеритель ёмкости" вместо Частотомера? Им тоже можно замерить и сопоставить.

Вы писали : "В справочнике (гугл) таких данных я не нашёл" - на "Музей электронных раритетов" Ссылка1 указано "Емкость p-n-перехода 79 пФ".
давно
Академик
20764
1861
29.04.2019, 20:48
общий
Ерунда какая-то: диод выпрямительный и совсем низкочастотный, а требование к ёмкости как для СВЧ. Я вообще не представляю, как такую ёмкость измерить, не внеся сильной погрешности.
давно
Посетитель
400728
1649
29.04.2019, 21:52
общий
Адресаты:
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
Вы не ответили на мой уточняющий вопрос о цели измерения: диод в выпрямителе либо в колебательном контуре?
Эти диоды используются в антенном коммутаторе: в режиме приёма диоды заперты постоянным напряжением, при передаче открыты.Это электронная коммутация ПРИЁМ- ПЕРЕДАЧА, без использования реле. При большой ёмкости диодов, приём слабых сигналов будет уменьшаться. Да, требования к ВЧ диапазонам от 7.0- 30мгц.
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
А может у Вас есть прибор "Измеритель ёмкости" вместо Частотомера?
есть китайский, но он не мерит пикофарады, а только от 0,5мкф и до 10000мкф, электролиты.
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
Емкость p-n-перехода 79 пФ".
спасибо за ссылку, но среди этой серии , радиолюбители при помощи моста подбирали именно с той ёмкостью, которую я указал.
Но у них был такой профессиональный мост( не знаю его модель к сожалению), но на работе.

давно
Посетитель
400728
1649
29.04.2019, 21:57
общий
Цитата: Хватов Сергей
Я вообще не представляю, как такую ёмкость измерить, не внеся сильной погрешности.
Я тоже, поэтому и задал мастерам -экспертам, академикам ...
давно
Посетитель
400728
1649
29.04.2019, 22:02
общий
Адресаты:
Цитата: Хватов Сергей
диод выпрямительный и совсем низкочастотный
Верно- низкочастотный, но зато он высоковольтный и для коммутации ПРИЁМ- ПЕРЕДАЧА очень подходит.
давно
Управляющий
143894
2148
30.04.2019, 08:19
общий
Адресаты:
И все-таки непонятно, зачем вам нужна емкость этого диода?
Об авторе:
Устав – есть устав! Если ты устав – то отдыхай!


давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
30.04.2019, 14:20
общий
Адресаты:
Вы писали : "Эти диоды используются в антенном коммутаторе: в режиме приёма диоды заперты постоянным напряжением, при передаче открыты. Это электронная коммутация ПРИЁМ- ПЕРЕДАЧА" - ну, наконец-то! С этого надо было и начинать!

Значит, Вам нужен Антенный переключатель без использования реле, верно? В 80х годах я сам читал в журнале "Радио" об использовании диодов. Вы правы, ёмкость отдельных экземпляров диодов Д205 сильно отличалась, тк при тогдашней слабо-развитой технологии работники ОТК отбирали лучшие экземпляры на военные заводы, а хлам зарывали в землю бульдозерами или отправляли в ширпотреб.

Но сейчас всё изменилось! Рус-электроника умерла, к сожалению, и больше не производит товары для населения, а импорт строго соответствует паспортным данным. НЧ-диоды больше никто не использует в ВЧ-цепях, в тч Антенных коммутаторах. Поиск по фразе "Антенный переключатель на диодах" на google.ru возвратил мне множество современных вариантов :

Переключатель прием-передача на PIN-диодах Ссылка1
Коммутация ВЧ и СВЧ сигналов с помощью p-i-n-диодов Ссылка2
Мощный коммутатор на диодах Ссылка3
Электронное переключение с помощью диодов Ссылка4
Схема дистанционного переключателя антенны Ссылка5
Антенные переключатели Учебное пособие Ссылка6

И, наконец, готовый - Купить Антенный Коммутатор недорого
Ссылка на AliExpress

Выбирайте и ходите в ногу со временем! Слишком увлекаться стариной рискованно, быть отставшим не комфортно.
давно
Посетитель
400728
1649
30.04.2019, 16:35
общий
Адресаты:
Цитата: Сергей Фрост
И все-таки непонятно, зачем вам нужна емкость этого диода?
При большой ёмкости ,полезный сигнал шунтируется и приём ухудшается.
давно
Управляющий
143894
2148
30.04.2019, 19:19
общий
30.04.2019, 19:30
Адресаты:
Цитата: Анатолий Викторович
При большой ёмкости ,полезный сигнал...
...
по минимальной ёмкости от 4 до 12пф

Разброс в 8 пик для вас большая емкость?
Или перефразирую свой вопрос по-другому: почему зациклились на НЧ диодах?
Об авторе:
Устав – есть устав! Если ты устав – то отдыхай!


давно
Посетитель
400728
1649
30.04.2019, 19:48
общий
30.04.2019, 19:50
Адресаты:
Цитата: Сергей Фрост
Или перефразирую свой вопрос по-другому: почему зациклились на НЧ диодах?

данный диод подходит ещё по обратному напряжению до 400в, что очень важно во время режима- ПЕРЕДАЧА. Мощность усилителя - 500ватт.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
01.05.2019, 15:30
общий
Адресаты:
Вы писали : "радиолюбители при помощи моста подбирали именно с той ёмкостью, которую я указал. Но у них был такой профессиональный мост (не знаю его модель к сожалению), но на работе" - Вы живёте в Москве с Б выбором мостов. В нашей глуши не было мостов, и я в 80х годах спаял измерительный мост для измерения неизвестных резисторов, конденсаторов и индуктивностей. Труднее всего было сделать приличный корпус и найти удобные галетные переключатели для расширения пределов измерения.
Мой мост с усилителем разбаланса мерял кондёры от единиц пФ до тыс мкФ с практически достаточной точностью 10…20% ! Выходя на пенсию, я подарил его работникам цемзавода, моим товарищам по работе.

Вы можете и сами легко найти "Измеритель ёмкости мостовой" на www.google.ru , а затем купить Ссылка1 или спаять его по простой схеме Ссылка2
давно
Посетитель
400728
1649
01.05.2019, 20:38
общий
Адресаты:
Цитата: Алексеев Владимир Николаевич
Мой мост с усилителем разбаланса мерял кондёры от единиц пФ до тыс мкФ с практически достаточной точностью 10…20% !
Ваша схема сохранилась? Остальные варианты покупки не для пенсионеров
Как калибровали сопротивления в конденсаторы в своей конструкции?
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.05.2019, 10:29
общий
Адресаты:
Вы просили эл-схему мостового RC-измерителя. Она чудом сохранилась. Но ей уже 35…40 лет, бумага заляпана канифоль-раствором, уж извините за 3й сорт. Компьютеров тогда не было. Щас в любом текстовом докуме нажал клавишу F5 - и WinБлокнот вставил время-дата-штампик - удобство восхищает! А тогда каждая правка на бумаге добавляла грязь, перерисовывать и переписывать некогда с малыми детьми… Поэтому на схеме мало пояснений, а многое я уже и забыл.

Я отсканил обе стороны листа схемы с повышенным разрешением, чтобы Вы могли масштабировать. Я выделил и удалил Б пустые области старо-рыжего фона, чтоб сэкономить на килоБайтах грязи (остались бело-чистые прямоугольн области).

Основа моей схемы - классический измерительный мост, описанный в статье "Ёмкости измеритель" Ссылка1 (прилагаю очищеную копию).

Транзисторы в те годы были в основном низко-частотные pnp-типа. Поэтому источник питания выбран под них : -12V (а не +12). Трансформаторы взяты из УНЧ какого-то транзисторного радио-приёмника.
В момент включения мост разбалансирован, индикатор-микро-Амперметр всегда зашкаливает. Чтобы понять, в какую сторону надо переключать диапазонный галетник, я загрублял усиление. Потом добавлял усиление для точного баланса.

Сокращения : Rо - сопротивления Отсчёта по шкале (магазин переключаемый + плавный переменник).
Rм - сопротивления множителя (переключаемый магазин).

"Как калибровали сопротивления в конденсаторы в своей конструкции?" - Я работал в цехе КИП и Автоматики, имел "Магазин сопротивлений" заводского изготовления высокой точности. Достаточно откалибровать шкалу остчёта для измерения сопротивлений, и по этой же шкале можно так же точно отсчитывать измеряемые ёмкости. Надо подобрать только несколько точных ёмкостей в качастве диапазонных ёмкость-эталонов. Я подбирал их средне-статистическим способом.

Мне попадались мало-добротные конденсаторы и катушки, с которыми не удавалось сбалансировать мост изза потерь (был лишь тупой минимум). Для измерения таких элементов я добавил тумблер "Добротность".

Для более точного измерения малых ёмкостей я рекомендую Вам повысить частоту генератора до 10…30 кГц. Мощные ВЧ-транзисторы позволят Вам сделать 1-каскадный генератор (мне пришлось паять 2 каскада). А 1 современный чип "Операционный усилитель" заменит всю мою плату усилителя.

Через ~5 часов я отправлю Вам Ответ на Ваш основной Вопрос "Как замерить полную ёмкость диода в закрытом состоянии" методом моста.
Прикрепленные файлы:
7834660c4c346078a9ae402af6e3e9ea.rar
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.05.2019, 15:11
общий
это ответ
Здравствуйте, Анатолий!
В минифоруме Вы уточнили, что хотите измерить ёмкость запертого диода мостом для измерения ёмкостей. В статье "Ёмкости измеритель" Ссылка1 кратко описан принцип действия измерительного моста (см рис1 скриншота): "Измеряемая ёмкость Сх включается в плечо 4 измерительных моста. На одну из диагоналей моста подаётся напряжение переменного тока от встроенного генератора Г; ко второй диагонали моста подключается (через усилитель У) индикатор баланса ИБ (например, стрелочный прибор). Мост уравновешивают образцовой (эталонной) ёмкостью Сэ по минимуму показаний индикатора баланса. Изменяя отношение R1/R2, можно подобрать необходимые пределы измерения…"

От себя уточню : Изменять отношение R1/R2 нельзя в слишком широких пределах, поскольку в случае, когда один из этих резисторов больше другого более, чем в 10 раз, то чувствительность моста ухудшается пропорционально (слишком малая часть напряжения генератора преобразуется в полезное напряжение разбаланса). Это снижает точность измерения. Поэтому, в практических мостах соотношение R1 к R2 изменяют плавно от 1/5 до 5 в пределах одного диапазона. А для увеличения пределов измерения в сотни/тысячи и более раз, переключают эталонную, диапазонную ёмкость Сэ .

В Вашем случае заменяем измеряемую ёмкость Сх на запертый диод VD1 (рис2). Высокое (для Ваших нужд) запирающее напряжение Uзап подаётся на диод через разделительный резистор Rp , а разделительный конденсатор Cp препятствует утечке этого опасного постоянного напряжения в генератор.

Требования к разделительным элементам: Максимально-допустимое напряжение конденсатора Cp должно быть не менее Uзап с некоторым запасом для надёжности. Ёмкость Cp должна быть достаточно большой, чтобы не искажать измеренную величину ёмкости диода. Для измерения с точностью 5% можно задать Cp = 220…2200 пФ.

Ёмкость эталонная Cэ желательно, чтоб была такого же порядка, как и измеряемая Cx , либо немного больше, т.е: Cэ = 15…100 пФ .
Сопротивление Rp не должно вносить заметное искажение в результат измерения. Для этого должно Rp > 10·Xc ,
где Xc = 1 / (2·[$960$]·f·Cx) = ёмкостное сопротивление на частоте генератора f .
Если задать f = 50 кГц , а ожидаемое значение Cx = 10 пФ, то Xc = 0,3 МОм. Тогда Rp = 3 МОм .
При ещё бОльшем значении Rp "просядет" (уменьшится) напряжение на диоде изза его тока утечки.
Вам придётся много и долго повозиться, чтоб экранировать свою схему. Либо снизить коэффициент усиления индикаторного усилителя и смириться со снижением точности измерения.
5
Спасибо, за очень подробный ответ!
Форма ответа