Читая радиолюбительскую литературу, иногда натыкался на схемы (к примеру в [1]) в которых использовались в роли высокоомных резисторов, диоды, включенные в обратном направлении, то есть использовались rобр.д — обратное сопротивления диода по постоянному току.
Предлагаю вашему вниманию мои исследования rобр.д — обратного сопротивления диода по постоянному току. Суть в том, что если делать RC-таймер, то максимальную выдержку можно получить, используя резисторы с очень большим сопротивлением и конденсаторы с очень большой ёмкостью… Я не знаю, какую можно получить выдержку при резисторе, к примеру, в 100 мегоом, и ёмкостью, к примеру, 100000 микрофарад, вообще-то можно прикинуть, но зачем? Дело в том, что в наш век миниатюризации эти две детали имеют довольно таки внушительные размеры. Да и конденсатор я представлял на напряжение в 6,3 вольта (есть у меня такой), да и резистор, ведь, как пол карандаша. Но, ещё не известно, «продавит» ли ток резистора такого номинала, ток утечки изоляции диэлектрика обкладок конденсатора? А если не «продавит», то и наш таймер, никогда не сработает (о сопротивлении входных цепей я не упоминаю, так как применяю КМОП-микросхемы, а его транзисторы ведь полевые с изолированными затворами, и, хотя в этих микросхемах и стоят защитные диоды, но их влияния я не замечал). А что бы, такой резистор смог «продавить», у конденсатора сопротивление утечек диэлектрика, нужно брать последний с большим номинальным напряжением. Но если, это напряжение будет исчисляться в сотнях вольт, то габариты будут расти пропорционально. И если вам понадобиться подобный таймер, то лучше его собрать, к примеру, на таймере C005. Но в некоторых случаях, может из-за отсутствия, или не желания устанавливать подобный таймер, в связи с техническими условиями, проще поставить (нестабильный по температурным и прочим показателям) RdC-таймер. Ведь полупроводниковый диод, если использовать его обратную ветвь вольтамперной характеристики, на напряжениях ниже пробойного, имеет очень высокое сопротивление. Да и знание, подобной схемотехники, может помочь радиолюбителю в его поисках новых схемных решений.
Для реализации исследования rобр.д — обратного сопротивления диодов по постоянному току, собрал проверочную схему (смотрите на схему, так же фотографию собранного устройства на макетке). Питал схему всегда от стабилизированного блока питания +5 вольт. Всё, на мой взгляд, и так предельно ясно, посмотрев на схему. И объяснять не чего. Но расскажу об основных узлах. На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран псевдосенсорный переключатель режимов. C1 и R2 – установка переключателя в «Стоп» при включении питания. R2 – уменьшает подгорание контактов кнопки SB2 при разряде C1. Элемент DD1.3 (И-НЕ) – реализована схема таймера с устанавливаемыми на входе проверяемых диодов и эталонных конденсаторов. DD1.4 (НЕ) и другие детали – элементы индикации работы.
Какие выводы я сделал из этих измерений?
Выяснилось, что практически любые диоды можно использовать в этой роли. Единственное, что нужно соблюсти, так это то, что требуется подобрать нужный. Вначале я считал, что диоды одного номинала все как братья близнецы, но это оказалось не так. Все диоды, даже одного номинала, по rобр.д разные. Я взял, примерно, по десятку диодов одного номинала и один из эталонных конденсаторов, и с помощью схемы и секундомера стал мерять время срабатывания таймера. Результаты свёл в небольшую таблицу, смотрите ниже:
VDx\Cx 0,01 мк (разброс) 0,1 мк 1 мк
КД513А 2,5* (0,5…5) сек. 38 сек. 440 сек.
КД510А 2,5* (1…3) сек. 33 сек. 305 сек.
КД509А 3* (0,5…6) сек. 36 сек. 383 сек.
КД521В 3* (1…6) сек. 35 сек. 375 сек.
КД522Б 3* (2…6) сек. 39 сек. 40 сек.
1N4148 3* (2…6) сек. 39 сек. 405 сек.
1N4004 7* (1…33) сек. 75 сек. 810 сек.
1N4007 25* (5…40) сек. 268 сек. 2848 сек.
2Д503А 33* (20…35) сек. 335 сек. 3595 сек.
КД103Б 40* (25…45) сек. 405 сек. 4098 сек.
M7 (SMD) 40* (2…104**) сек. 405 сек. 4098 сек.
VDx\Cx 10 мк (разброс) 100 мк 1000 мк
1N5817 6* (1…18) сек. 77 сек. 842 сек.
Д9К 13* (6…260 **) сек. 163 сек. 1956 сек.
*- говорит о том, что для проверки, был выбран первый попавшийся диод, и что трудно по секундомеру определять точные значения малых величин времени;
**- показаны аномальные отличия в номинале.
Так же, была проверена возможность групповых включений диодов, смотрите в таблице ниже:
VDx\Cx 0,01 мк 0,1 мк 1 мк 10 мк
Параллельно 3 шт. 0,9* сек. 12 сек. 133 сек. 1530 сек.
Параллельно 2 шт. 1,6* сек. 19 сек. 207 сек. 2605 сек.
Один первый диод 3,0* сек. 35 сек. 364 сек. 5150 сек.
Один второй диод 3,8* сек. 49 сек. 520 сек. **
Один третий диод 3,1* сек. 37 сек. 397 сек. **
Последовательно 2 шт. 4,8* сек. 51 сек. 509 сек. 7760 сек.
Последовательно 3 шт. 5,1* сек. 57 сек. 654 сек. 7740 сек.
*- показывает, что трудно по секундомеру определять точные значения малых величин времени;
**- не проверял.
Выводы можете сделать сами. При последовательном включении трёх диодов, значения времени таймера оказались даже ниже, чем у двух диодов. С чем это связано, не знаю, но перемерять не стал. Может, кто-то продолжит исследования и объяснит получившиеся данные.
Каков вывод моих исследований? А такой: rобр.д — обратное сопротивление диодов по постоянному току, можно использовать для построения RC-таймера в роли резистора, но только при индивидуальном подборе, не только самого диода, но и конденсатора.
P.S.: Для своих конструкций использую всегда только диоды КД522Б и конденсаторы ёмкостью 0,01 мк на 3 секунды задержки.
Литература:
Автовыключатель телевизора. В. Суров. Радио №4, 1994 г. стр.10
Цифровой тестер транзисторов Mega328, измеритель емкости диода, триода, ЭПС MOS/PNP/NPN LCR 128*64, ЖК-экран V2.68