Voltampérová charakteristika
Voltampérová charakteristika (VA-charakteristika) je závislost mezi elektrickým napětím a proudem, případně její grafické znázornění. U dvoupólových elektrických prvků, jako je rezistor, fotovoltaický článek, akumulátor nebo dioda, se jedná o závislost proudu protékajícího prvkem na napětí na jeho svorkách.
U iontového kanálu voltampérová křivka popisuje závislost mezi membránovým potenciálem a proudem membránou nebo iontovým kanálem, viz metoda terčíkového zámku (patch-clamp).
Základy
Podle Théveninovy poučky lze každý libovolně složitý lineární obvod připojený ve dvou bodech nahradit zdrojem napětí s určitým vnitřním odporem. Díky tomu lze také zjišťovat voltampérové charakteristiky složitějších zapojení.
V nejjednodušším případě, když má prvek čistě ohmický odpor, je charakteristika lineární, tvořená přímkou procházející počátkem. V případě sériového spojení ideálního zdroje a rezistoru je charakteristika tvořena také přímkou, která však neprochází počátkem.
U jiných prvků, např. u polovodičových diod (ideálních i reálných), je však žádoucí zakřivená, nelineární charakteristika. Nelineární charakteristiky vykazují také reálné zdroje napětí a další prvky, jako například žárovka.
Body, ve kterých charakteristika protíná osy, nazýváme pro I=0 napětí naprázdno, pro U=0 zkratový proud.
 |  |  |  |
Prvky s více než dvěma elektrodami
U elektronických součástek s více než dvěma vývody, jako jsou vakuové elektronky a tranzistory, může vztah mezi napětím a proudem na jednom páru elektrod záviset na proudu nebo napětí na třetí elektrodě. Tato charakteristika se obvykle zobrazuje složitějším grafem s více křivkami, z nichž každá reprezentuje závislost mezi proudem a napětím pro určitou hodnotu proudu nebo napětí na třetí elektrodě.[1]
Například diagram vpravo ukazuje sadu VA charakteristik pro MOSFET jako funkcí napětí na elektrodě D s napětím (VGS − Vth) jako parametrem.
Metody měření
Voltampérové charakteristiky elektrických prvků a obvodů lze zjišťovat dvěma způsoby:
- Při potenciostatickém přístupu připojíme na elektrody napětí . Přiložené napětí pak postupně zvyšujeme, až dosáhne konečného napětí .
- Při galvanostatickém přístupu se nastaví proud , který se pak postupně zvyšuje až do dosažení konečného proudu .
Tyto metody měření se používají mimo jiné při analogové příznakové analýze, testovací metodě používané při výrobě a opravách elektroniky.
Odkazy
Reference
V tomto článku byly použity překlady textů z článků Strom-Spannungs-Kennlinie na německé Wikipedii a Current–voltage characteristic na anglické Wikipedii.
- ↑ H. J. van der Bijl. Theory and Operating Characteristics of the Themionic Amplifier. Proceedings of IRE. Institute of Radio Engineers, 1919. Dostupné online. DOI 10.1109/JRPROC.1919.217425.
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Voltampérová charakteristika na Wikimedia Commons
Média použitá na této stránce
Autor: http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Sbyrnes321, Licence: CC BY-SA 3.0
Strom-Spannungskennlinie vier einfacher Bauteile: ein hochohmiger Widerstand, ein niederohmiger Widerstand, eine ideale PN Diode, eine Batterie mit Innenwiderstand. Die horizontale Achse ist der Spannungsabfall U, die senkrechte Achse ist der Strom I.
Autor: wdwd, Licence: CC BY 3.0
voltage-current characteristic diagram and schematic symbol of a DIAC; VBO is the breakover voltage.
Autor: Filip Dominec, Licence: CC BY-SA 3.0
Schematic V-A characteristics of avalanche or Zener diode with a breakdown voltage of 17 V. (Note: with breakdown voltage over ca. 6 V, avalanche diodes are used instead of Zener diodes; also the voltage scale is different on the forward-biased positive side than the reverse-biased negative side.)
Autor:
- Solarzelle_Kennlinie.gif: Original uploader was Greuer at de.wikipedia
- derivative work: Cepheiden (talk)
GNU-FDL selbst gezeichnet, Kennlinie (Strom/Spannung) einer Solarzelle, beleuchtet und unbeleuchtet
Autor: User:CyrilB, Licence: CC BY-SA 3.0
Drain current as a function of the drain-to-source voltage and the gate-to-source bias over the threshold voltage. This plot was created using maxima.
linear(vds,vgsvth) := 2*vgsvth*vds-vds^2;
saturation(vds,vgsvth) := vgsvth^2;
draincurrent(vds,vgsvth) := if (vds>vgsvth) then saturation(vds,vgsvth) else linear(vds,vgsvth);
limit(vds) := vds^2;
load(draw);
draw2d(terminal=svg,file_name="IvsV_mosfet",dimensions=[480,320],
color=black,font="Times",nticks=75,proportional_axes=none,font_size=12,
user_preamble="set termoption enhanced;set mxtics; set mytics; set key bottom right",
xtics_axis=false,ytics_axis=false,grid=true,points_joined=true,yrange=[0,50],
xaxis=false,yaxis=true,axis_top=true,axis_bottom=true,axis_left=true,axis_right=true,
line_width=2,xlabel="Drain to source voltage [V]",
ylabel="Drain current [arbitary unit]",
label(["linear region",2,40], ["saturation region",6.5,20]),
label_alignment=right,label(["V_{GS}-V_{TH}=7 V",9.8,47],["6 V",9.8,37.5],
["5 V",9.8,26.5],["4 V",9.8,17.4],
["3 V",9.8,10.5],["2 V",9.8,5.5],["1 V",9.8,2.5]),
color=blue,key="",explicit(draincurrent(x,1),x,0,10),explicit(draincurrent(x,2),x,0,10),
explicit(draincurrent(x,3),x,0,10),explicit(draincurrent(x,4),x,0,10),
explicit(draincurrent(x,5),x,0,10),explicit(draincurrent(x,6),x,0,10),
explicit(draincurrent(x,7),x,0,10),
color=red,line_width=1,line_type=dots,nticks=10,explicit(limit(x),x,0,10)
);
Autor: Chetvorno, Licence: CC0
Current-voltage (IV) graph illustrating voltage controlled negative resistance (VCNR). It shows a device with negative differential resistance, meaning the current decreases with increasing voltage in some parts of the graph, colored red It is a variety called voltage controlled negative resistance, which means the current is a single-valued function of the voltage. The curve is also called N-type, because it is shaped vaguely like the letter N, with a single decreasing negative resistance region along the voltage axis (shaded) sandwiched between two positive resistance regions. A tunnel diode has an IV curve very similar to this.