KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2012

PYTANIE NR 7.
Który element elektroniczny posiada przedstawioną charakterystykę?
Ilustracja przedstawia charakterystykę prądowo-napięciową elementu elektronicznego, prawdopodobnie diaka.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Diak ma symetryczną charakterystykę prądowo‑napięciową: w obu polaryzacjach do napięcia przebicia UBO jest stan blokowania, a po jego przekroczeniu następuje gwałtowne przełączenie z obszarem ujemnej rezystancji. Dioda i tyrystor są zasadniczo jednokierunkowe, a termistor nie ma takiego progu przełączania.

Pełne wyjaśnienie:

Rozpoznanie elementu z wykresu opiera się na dwóch kluczowych własnościach: dwukierunkowości oraz zjawisku przełączania po osiągnięciu napięcia przebicia.

Diak to element wyzwalający stosowany w układach prądu przemiennego. Jego charakterystyka I–U jest symetryczna względem początku układu współrzędnych, czyli ma analogiczny przebieg dla dodatniego i ujemnego napięcia. Na wykresie widać, że przy małych wartościach napięcia prąd jest znikomy (stan blokowania), następnie po przekroczeniu UBO następuje gwałtowne przejście w stan przewodzenia. Charakterystyczny jest też odcinek odpowiadający ujemnej rezystancji dynamicznej – chwilowo napięcie na elemencie spada, gdy prąd rośnie.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • Dioda ma typowo przewodzenie w jednym kierunku (asymetria wykresu): w kierunku zaporowym prąd jest mały aż do przebicia, a w kierunku przewodzenia występuje "kolano" około progu przewodzenia, bez dwukierunkowej, symetrycznej charakterystyki przełączającej jak w diaku.
  • Tyrystor jest zasadniczo elementem jednokierunkowym i dodatkowo w praktyce jest kojarzony z wyzwalaniem bramką (trzecia elektroda). Jego zachowanie nie daje symetrycznej charakterystyki w I i III ćwiartce bez dodatkowych warunków wyzwolenia.
  • Termistor jest rezystorem zależnym od temperatury (NTC/PTC). Jego nieliniowość dotyczy relacji R(T), a nie typowego, ostrego progu przełączania po osiągnięciu UBO w obu polaryzacjach.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na wykresie I–U widzisz symetrię w dodatniej i ujemnej polaryzacji oraz wyraźne przejście w przewodzenie po UBO, to bardzo mocny sygnał, że chodzi o diak (często używany do wyzwalania triaka w sterowaniu fazowym).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Diak to dwukierunkowy element wyzwalający stosowany głównie w układach prądu przemiennego. Po przekroczeniu napięcia przebicia przełącza się w stan przewodzenia w obu polaryzacjach, dlatego często służy do wyzwalania triaka w ściemniaczach i regulatorach mocy.
Szukaj symetrii wykresu w I i III ćwiartce oraz progu UBO dla dodatniego i ujemnego napięcia. Typowe jest: mały prąd w stanie blokowania, a po przekroczeniu UBO gwałtowne przełączenie i odcinek ujemnej rezystancji.
Jeśli wykres I–U jest lustrzany dla +U i −U, oznacza to podobne zachowanie przy obu polaryzacjach napięcia. Tak zachowują się elementy dwukierunkowe (np. diak), a nie typowe elementy jednokierunkowe (np. zwykła dioda), które przewodzą zasadniczo tylko w jedną stronę.
UBO to napięcie przebicia (breakover), po którego przekroczeniu diak przełącza się ze stanu blokowania do stanu przewodzenia. Na wykresie widać wtedy nagłą zmianę: prąd zaczyna szybko rosnąć, a napięcie na elemencie może chwilowo spaść (obszar ujemnej rezystancji).
Diak jest elementem dwukierunkowym i zwykle ma tylko dwie końcówki. Tyrystor jest zasadniczo jednokierunkowy i kojarzy się z wyzwalaniem (bramką) oraz przewodzeniem po zadziałaniu wyzwolenia. Na wykresie diaka kluczowa jest symetria i przełączanie po UBO.
Zwykła dioda ma nieliniową charakterystykę, ale jest asymetryczna: w kierunku przewodzenia ma "kolano", a w kierunku zaporowym prąd jest mały aż do przebicia. Nie daje typowej, symetrycznej charakterystyki przełączającej w obu polaryzacjach jak diak.
To fragment po przełączeniu, w którym przy wzroście prądu spada napięcie na elemencie (nachylenie charakterystyki jest "ujemne"). W diaku zjawisko to jest związane z gwałtownym przejściem w stan przewodzenia po przekroczeniu UBO i jest bardzo pomocne w identyfikacji elementu na wykresie.
Stosuje się ją w sterowaniu fazowym, np. w ściemniaczach oświetlenia i regulatorach obrotów silników. Diak pomaga uzyskać symetryczne wyzwalanie triaka w obu półokresach napięcia sieci, co ogranicza składową stałą i poprawia pracę układu.
Najczęstsze pomyłki to: ignorowanie symetrii (wybór elementu jednokierunkowego), traktowanie UBO jak zwykłego progu przewodzenia diody oraz niezrozumienie obszaru ujemnej rezystancji. Pomaga sprawdzenie, czy wykres ma analogiczny kształt dla +U i −U.
Ćwicz porównywanie cech: symetria/asymetria, obecność progu przebicia, kształt po przełączeniu i liczba obszarów pracy. Korzystaj z not katalogowych (wykresy I–U) oraz zadań typu "dopasuj element do charakterystyki". Najpierw oceń ćwiartki, potem progi.
info

Statystycznie 42% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Dioda i tyrystor są zasadniczo jednokierunkowe, a termistor nie ma takiego progu przełączania."

Źródła:

  • STMicroelectronics, "DB3 / DB4 - Bidirectional trigger diode (DIAC)", datasheet (PDF), sekcje: Electrical characteristics / I-V characteristics, https://www.st.com/resource/en/datasheet/db3.pdf (dostęp: 01.03.2026)
  • Electronics Tutorials, "The DIAC" (opis działania i charakterystyki), https://www.electronics-tutorials.ws/diode/diac.html (dostęp: 01.03.2026)
  • Wikipedia, hasło: "Diak" (opis elementu i zastosowań), https://pl.wikipedia.org/wiki/Diak (dostęp: 01.03.2026)

Materiały:

  • Noty katalogowe (datasheet) popularnych diaków (np. serie DB3/DB4) – sekcja charakterystyk
  • Materiały dydaktyczne z podstaw elektroniki: elementy półprzewodnikowe i ich charakterystyki I–U
  • Zadania praktyczne: identyfikacja elementów po wykresach i symbolach na schematach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego