ダイオードI-V特性測定器作成:5-3. 実験 – 種々の高精度ゲルマニウムダイオードを測定

2025年8月31日

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本記事の主旨

自作のダイオードI-V特性測定器(カーブトレーサ)での、種々の高精度ゲルマニウムダイオードI-V特性測定結果について記す。

本記事の目的

本記事の目的を以下に記す。

  • 自作のダイオードI-V特性測定器(カーブトレーサ)で、種々の高精度ゲルマニウムダイオードに対してI-V特性測定をすること
  • 測定結果により、高精度ゲルマニウムダイオードの使い分けを確認すること

本記事の背景

家にあまりI-V特性がよくわかっていない謎のゲルマニウムダイオードが、11種類ある。

その性能を評価していないため、本記事で評価する。

本記事の位置づけ

以下の流れで作業説明と解説を行った。

記事に対応したリンクを添付した。

概要説明:ダイオードI-V特性測定器作成:0. 概要 | 工事中.com

  1. 取扱説明
  2. 回路設計
    1. ダイオードのI-V特性を手作業で確認
    2. 回路の実装
      1. 回路の実装(PWM平滑化)
      2. 回路の実装(PWM平滑化以外)
  3. PC側ソフト設計
    1. pySerialでUSBシリアル通信
    2. Matplotlibでのグラフ表示
    3. Pythonで最小二乗法の指数関数近似
    4. openpyxlでグラフ描画と最小二乗法の指数関数近似
  4. マイコン側ソフト設計
    1. Arduino Uno Rev3 / R4 Minima
    2. Raspberry Pi Pico / Pico 2
  5. 実験
    1. 1N4148の測定でマイコンとソースの組み合わせを比較
    2. 種々のダイオードを測定
    3. 種々の高精度ゲルマニウムダイオードを測定★現在のページ
  6. まとめと補足

実験

今回用いたダイオードは以下である。

ロシア製とされているものは、旧ソ連製の可能性がある。

信憑性がわからないがUSSR IC Logo - Y-Lab. Electronicsというページを参考にすると、D311A、D312、D312Aはベラルーシ製でありその他のダイオードもデータシートは旧ソ連の工場であるとわかる。

また、D311とD311Aのデータシートには、State quality mark of the USSR - Wikipediaにある認証マークがついている。

2AP10

中国製、製造は50〜60年代。

aitendoで2本100円で購入。

リード線に錆がついていたため、錆をやすりでとった。

以下の写真からも、リード線の錫メッキが剥げて銅の色が見えていることがわかる。

高性能ゲルマニウムダイオード(2個入) - aitendo

D9B

ロシア製。

aitendoで1本100円で購入。

カソードバンドのようなマーキングがされている側は、カソードではなくアノード。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード - aitendo

D9G

ロシア製。

aitendoで2本180円で購入。

カソードを示しているようなマーキングがされている側は、カソードではなくアノード。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード(2個入) - aitendo

D9J

ロシア製。

aitendoで2本180円で購入。

カソードバンドのようなマーキングがされている側は、カソードではなくアノード。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード(2個入) - aitendo

D9V

ロシア製。

aitendoで2本150円で購入。

カソードバンドのようなマーキングがされている側は、カソードではなくアノード。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード(2個入) - aitendo

D18

ロシア製。

aitendoで2本180円で購入。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード(2個入) - aitendo

D310

ロシア製。

aitendoで1本180円で購入。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード - aitendo

D311

ロシア製。

aitendoで1本150円で購入。

D311Aとは異なるページで販売されている。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード - aitendo

D311A

ロシア製。

aitendoで1本160円で購入。

D311とは異なるページで販売されている。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード - aitendo

D312

ロシア製。

aitendoで1本150円で購入。

D312Aと同じページで販売されている。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード - aitendo

D312A

ロシア製。

aitendoで1本150円で購入。

D312と同じページで販売されている。

★ロシア★高性能ゲルマニウムダイオード - aitendo

比較結果

それぞれ、Excelファイルのグラフで比較した。

タイトルをPC側ソフト中で指定しているため、本来タイトルはすべて固定の文字列となっている。

今回、タイトルの文字列は、測定後に手動で変更した。

2AP10

測定結果

考察

最大順電流は8[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

順方向電圧は、0.2[V]~0.3[V]であることがわかる。

D9B

測定結果

考察

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.48[V]で比較すると、1.25倍程度大きく出ている。

順方向電圧は、0.2[V]~0.3[V]であることがわかる。

D9G

測定結果

考察

最大順電流は30[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.53[V]で比較すると、ちょうど同じである。

順方向電圧は、0.2[V]~0.3[V]であることがわかる。

D9J

測定結果

考察

最大順電流は10[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.60[V]で比較すると、1.67倍程度大きく出ている。

順方向電圧は、0.2[V]~0.3[V]であることがわかる。

D9V

測定結果

考察

最大順電流は10[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.70[V]で比較すると、ちょうど同じである。

順方向電圧は、0.2[V]~0.3[V]であることがわかる。

D18

測定結果

考察

最大順電流は16[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧1.00[V]で比較すると、2.31倍程度大きく出ている。

しかし、aitendoのサイトに載っているデータシートのI-V特性グラフにある+25[℃]の最大電圧0.82[V]で比較すると、ちょうど同じである。

順方向電圧は、0.3[V]~0.4[V]であることがわかる。

D310

測定結果

考察

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.26[V]で比較すると、1.25倍程度大きく出ている。

順方向電圧は、0.15[V]~0.20[V]であることがわかる。

D311

測定結果

考察

後述のD311AのI-V特性とは異なる。

最大順電流は40[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.36[V]で比較すると、ちょうど同じである。

順方向電圧は、0.1[V]~0.2[V]であることがわかる。

D311A

測定結果

考察

前述のD311のI-V特性とは異なる。

aitendoのサイトに載っているデータシートのI-V特性グラフにある+25[℃]の最大電圧0.49[V]で比較すると、0.69倍程度小さく出ている。

順方向電圧は、0.15[V]~0.20[V]であることがわかる。

D312

測定結果

考察

後述のD312AのI-V特性と同様である。

D312Aと同じページで販売されている理由が、このことかもしれない。

最大順電流は50[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

順方向電圧は、0.20[V]~0.25[V]であることがわかる。

D312A

測定結果

考察

前述のD312のI-V特性と同様である。

D312と同じページで販売されている理由が、このことかもしれない。

最大順電流は50[mA]だが、それ以降も壊れずにダイオードとして動いているように見える。

aitendoのサイトに載っているWEB情報(未確認)のI-V特性が測定できている最大電圧0.38[V]で比較すると、1.83倍程度大きく出ている。

順方向電圧は、0.20[V]~0.25[V]であることがわかる。

前回(5-2. 実験 - 種々のダイオードを測定)

次回(6. まとめと補足)

他の回

「ダイオードI-V特性測定器作成 連載記事」でタグ付けを行っている。

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