(펌) 1SS106(히타치) IV 특성.

1SS106.pdf

http://www.fbnews.jp/201411/rensai/jh1nrr_digital_07_01.html

2.  검파용 다이오드의 IV 특성

 지난 호에서 검파용 다이오드 1SS106의 입수 가능성이 나빠진 위해 대안을 몇 가지 소개했습니다.  이번 호에서는 먼저 소개한 다이오드의 IV 특성을 측정하여 실험적으로 성능 비교를 해보고 싶습니다.  수중에 있는 검파용 다이오드와 그 특징을 아래에 나타냅니다.  비교를 위해 스위칭용 다이오드에 대해서도 단자간 용량 (CT)이 작다는 조건에서 주류 제품을 일부 포착했습니다.  검파용 다이오드의 특징은 순방향 전압 강하 (VF)이 낮은 것입니다.  이것이 감도 성능에 가장 관련이 있습니다.  또한 고주파용 위해서는 CT가 작은 것도 중요합니다.  순방향 전류 (IF)가 큰 정류 다이오드는 CT가 커지므로 "고주파 용"→ "CT가 작다」→ 「소 신호용 다이오드"가 되고, IF가 작은 소 신호용의 쇼트키 배리어 다이오드와 게르마늄 다이오드 검파용 다이오드를 선택할 수 있습니다.

 검파용 다이오드

1.  1SS106 : VF <0.3V @ 1mA 단자 간 용량 CT = 1.5pF (max) 입수 곤란
2.  RB751S-40 : VF = 0.33V @ 1mA 단자 간 용량 CT = 3.9pF (typ) 칩 부품
3.  1N60 (SBD : 쇼트키 배리어 다이오드) : VF = 0.5V (max) CT = 2pF (max)
4.  1N60 (Ge : 게르마늄 다이오드) : VF = 약 0.2V, CT = 1pF 열이나 빛에 민감한 스위칭 다이오드

5.  1S2076A : VF = 0.6V @ 1mA 25 ℃, 단자 간 용량 CT = 1.7pF (typ) / 3pF (max) 1S1588의 후계자
6.  1SS270A : VF = 0.6V @ 1mA 단자 간 용량 CT = 1.5pF (typ) / 3pF (max), 콩 형의 형상 @ 약 4 엔, 1S1588 / 1S2076A의 후계자
7.  1N4148 : VF = 0.63V @ 1mA 25 ℃, 단자 간 용량 CT = 4pF (max) @ 약 1 엔, 1S1588 / 1S2076A의 후계자

 왼쪽에서 1N4148,1S2076A, 1SS270A, RB751S-40,1N60 (SDM), 1N60 (Ge)입니다.

 먼저 시판 테스터에 순방향 전압 강하 (VF)을 측정해 봅니다.  최근의 고성능 테스터는 다이오드의 VF를 측정할 수 있는 기능을 제공합니다.  테스터 다이얼을 다이오드의 회로 기호가 적혀 있는 곳에 따라 측정하여 봅시다.  아래의 사진은 1SS106의 VF를 테스터로 측정하고 있는 중입니다.  VF = 0.1761V로 표시되었습니다.  사진 테스터 (HIOKI 하이테스타 3801-50)의 설명서에는 "1mA의 순방향 전류 (IF)를 흘려 VF를 측정한다"고 적혀 있었습니다.  실제로 IF를 측정하면 0.991mA의 전류가 흐르고 있었습니다.  참고로 다른 테스터에 대해서도 살펴보면 sanwa PC520M의 VF 측정에서는 0.606mA, FLUKE 87 IV에서는 0.795mA가 흐르고 있었습니다.

 다이오드의 전압 강하를 측정하고 있는 것입니다.
 10cm 정도만 벌레 클립 코드를 좀 만들어 두면 편리합니다.

 다이오드의 IV 특성 측정에 대해 생각합니다.  상용 테스터에 의한 측정은 IF = 1mA 부근만의 전압 강하를 측정했지만, 여기에서는 IF를 약 0.25μA에서 10 수 mA까지 변화시키면서 VF의 변화를 조사하고자 합니다.  이를 위해 아래와 같은 회로를 제작했습니다.  IF를 변화시키기 위한 볼륨(가변 저항기)과 전류 방지용 300Ω의 직렬 회로를 통해 배터리 및 측정 대상 (DUT)의 다이오드를 연결하는 단순한 것입니다.  다이오드에 흐르는 전류 IF와 단자 간 전압 VF를 측정하기 위해 두 테스터도 연결합니다.  전류 조절이 쉽도록 10kΩ와 100kΩ의 2 개의 A 커브 특성의 볼륨을 직렬로 연결하여 사용하고 있습니다.  20MΩ의 볼륨은 입수성이 나쁘기 때문에 IF <40μA 이하의 영역에서는 고정 저항 R2의 값을 전환하여 측정했습니다.

다이오드의 IV 특성을 측정하기 위한 실험 회로입니다.

 다이오드 IF 및 VF의 관계는 아래의 식으로 근사할 수 있습니다.  이 식을 보면 분명하지만, 대개 "IF ≒ K3 ^ VF '의 관계가 있습니다.  Y = a × b ^ X 곡선은 편대 그래프에서 직선이 됩니다 (참고 : Y = a × X ^ b 곡선은 양 대수 그래프에서 직선이 됩니다) 때문에, IF는 0.1mA 0.2 mA, 0.5mA, 1mA ‥‥처럼, 지수적으로 값을 변화시켜 측정해야 합니다.

 이번 측정에서는 개체 차이에 의한 불균형을 보기 위하여 1 품번 2 개의 다이오드를 표본 샘플로 선택하여 IV 특성을 측정했습니다.  아래에 결과를 보여줍니다.  세로축은 IF, 가로축은 VF입니다.  또한, 1N4148은 1S2076A와 측정 결과가 거의 같았기 때문에 게재를 생략합니다.

 VF가 낮으면 검파 감도가 좋아질 것을 생각하면, 그래프에서 곡선은 최대한 왼쪽에 있는 것이 바람직하다고 말할 수 있습니다.  결과의 특성은 크게 세 그룹으로 나눌 수 있으며, 각각이라는 것은 가장 왼쪽에 커브가 쇼트키 배리어 다이오드 군 (1SS106, RB751S-40,1N60 (SBD))과 중앙 VF = 0.6 V에서 0.7V 부근에 곡선이 있는 실리콘 다이오드 군 (1S2076A, 1SS270A)과 상승의 VF 값은 낮지만 IF가 증가함에 따라 VF가 1V 이상으로 증가해 버리는 게르마늄 다이오드 1N60 (Ge)입니다.  그림의 전체를 보면 1SS106의 특성은 좋아서, 지금까지 보탬이 되어 온 이유를 잘 이해할 수 있습니다.  RB751S-40가 2 번째로 좋은 성능을 보이고 있습니다.

  클릭하면 큰 이미지가 열립니다.

그렇다면 片対数 그래프 IV 특성을 그려 넣습니다.  결과를 아래에 나타냅니다.  세로축은 IF, 가로축은 VF입니다.  앞의 두 선형 차트에서는 판별이 나기 어려웠던 IF가 0.01mA 이하의 영역의 특성을 보면 1SS106과 1N60은 VF <0.2V의 좋은 특성을 보여줍니다.  RB751S-40과 1N60 (SBD)도 나쁘지 않습니다만 다소 못 미치는 느낌입니다.  한편, 스위칭용 다이오드 (1SS270A, 1S2076A)의 특성 方 대수 그래프에서 깨끗한 직선으로 되어 있고, 근사식 거리 특성을 나타내고 있는 것을 알 수 있습니다.  또한 부품이나 개체에 따른 차이는 거의 없습니다.  굳이 말하자면, 1SS270A에 비해 1S2076A이나 1N4148 분이 IF <0.1mA의 영역에서 VF가 0.03V 정도 낮아지고 있습니다.  특히 1N4148 가격이 저렴한 것 외에도 IF (max) = 200mA 역내압 100V의 특성을 가지며, 1SS270A과 1S2076A의 IF (max) = 150mA 역내압 60V와 비교해 큰 장점이 있습니다 .  1S1588의 후계자라고 하는 이유를 이해할 수 있었습니다.

 이번 측정 결과를 보고 새삼 느꼈습니다만, 1SS106 생산 종료가 애석하게 되지 않습니다.  유통 재고를 찾으면 확보해 두는 것이 좋습니다.  직장에는 200 개 정도의 재고가 있어 조금씩 사용하고 있습니다만, 후속 제품 개량 제품의 등장을 기다리고 있는 중입니다.

1SS106.pdf

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