Basic experiment of diode
Diode
is very cheap semiconductor. It costs only 20 Yens (tapence) . But , it
is very useful. It is used for detector and multiplier and balanced mixer.
Gerumanium diode is used for AM detector. Silicon diode is used for switching.
Do you know the reason of that difference of usage? In order to know the
reason , I made an experiment. See the figure! V0 is constant 4V. R is
changed for some values.
V1 is measured.
Current is calculated by the expression that "I = (V0-V1)/R".
Inner resistance of the diode (r) is calculated by the expression that
" r = V1 / I ".
Power loss of the diode (P) is calculated by the expression that "
P = V1*V1/r".
ダイオードは，とても安い半導体です．それは，たった20 円しかしません．しかし，それは，とても役に立ちます．それは，検波器，および逓倍器，およびバランスドミキサーに使われます．検波器には、普通ゲルマニウムダイオード使われます．，スイッチングには普通シリコンダイオードが使われます．どうしてこの様に使い分けるか理由をご存知ですか?
私も良く分かりませんでした、その理由を知るために，実験しました．図を見て下さい!
V0 は，常に4V です．R を，いくつかの値に取り変えます．< BR >そのたびにV1を，測ります．
電流（ Ｉ ）は，左の式で計算されます。 I = ( V0 - V1 )/R
ダイオードの内部抵抗 ( r ) は左の式で計算されます。 r = V1 / Ｉ
ダイオードの電力損失( P ) は，左の式で計算されます。< BR >P = V1 * V1 ／ｒ
1. Result about gerumanium diode . ゲルマニウムダイオードに関する結果
| R |
V1 |
I |
r |
P |
| 外付け抵抗 |
電圧降下 |
通過電流 |
内部抵抗 |
内部損失 |
| ohm |
mV |
mA |
ohm |
mW |
| 1M |
75 |
0.0039 |
19k |
0.0003 |
| 150k |
130 |
0.026 |
5k |
0.0034 |
| 10k |
250 |
0.38 |
660 |
0.095 |
| 1.2k |
500 |
2.9 |
170 |
1.5 |
| 470 |
800 |
6.8 |
120 |
5.3 |
| 220 |
1200 |
13 |
92 |
16 |
| 120 |
1400 |
22 |
64 |
31 |
| 43 |
2200 |
42 |
52 |
93 |
2. Result about silicon diode . シリコンダイオードに関する結果
| R |
V1 |
I |
r |
P |
| 外付け抵抗 |
電圧降下 |
通過電流 |
内部抵抗 |
内部損失 |
| ohm |
mV |
mA |
ohm |
mW |
| 1M |
350 |
0.0036 |
97k |
0.0012 |
| 150k |
420 |
0.024 |
17k |
0.01 |
| 10k |
560 |
0.34 |
1.6k |
0.2 |
| 1.2k |
670 |
2.7 |
450 |
1.0 |
| 470 |
780 |
6.9 |
110 |
5.5 |
| 220 |
800 |
15 |
53 |
12 |
| 120 |
800 |
27 |
30 |
21 |
| 43 |
880 |
73 |
12 |
64 |
I have learned from this experiment as follows.
* I recognized that a gerumanium diode has 0.2V voltage drop. I recognized
that a silicon diode has 0.6V voltage drop. This is the case of the current
about 0.1mA. The more current , the more voltage drop.
* When I use the gerumanium diode for the double balanced mixer, the diode
must receive about 10mW of power from the oscillator. Then the voltage
drop of the gerumanium diode becomes more than 1V. For this usage the silicon
diode is better than the gerumanium diode.
* Silicon diode is better for the double balanced mixer for the modulator
and for the convertor.
* When the gerumanium diode is used for the load of 1M ohm, the voltage
drop becomes less than 100mV. Therefore it was used for the detector of
the valve radio.
私は， 以下のようにこの実験から学びました．< BR >
* ゲルマニウムダイオードは，0.2V ボルト，シリコンダイオードは，0.6V ボルトの電圧降下と覚えていましたが、これは，順方向電流0.1mA.
についての場合だった訳です．電流が増えれば，より多くの電圧降下が発生します．
< BR >* ダブルバランスドミキサーにゲルマニウムダイオードを使うときには，ダイオードは，オシレーターからパワー10mW
の局部発振電力を受け取らなくてはいけなく成ります．その時，ゲルマニウムダイオードの電圧降下は，1V
以上になります．この使い方のためには，シリコンダイオードなほうが，ゲルマニウムダイオードよりよさそうです．< BR >
* モジュレーターや，周波数変換器のためのダブルバランスドミキサーには、ゲルマニウムダイオードよりもシリコンダイオードのほうが適していそうです．< BR >
* ゲルマニウムダイオードが，1メガオームの負荷で使われるときには，電圧降下は，100mＶより小さくなります．そうゆう訳で，それは，真空管ラジオの検波器として使われていた訳です．
back to index