KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2024 (test 3)

PYTANIE NR 27.
W którym z punktów spośród wskazanych strzałkami na charakterystyce prądowo-napięciowej diody prostowniczej przedstawionej na wykresie odczytywane jest napięcie przebicia?
Ilustracja przedstawia wykres charakterystyki prądowo-napięciowej diody prostowniczej, co jest istotne w kontekście egzaminu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Napięcie przebicia odczytuje się w obszarze polaryzacji zaporowej, w którym po przekroczeniu pewnej wartości napięcia wstecznego następuje gwałtowny wzrost prądu wstecznego. Na wykresie odpowiada temu punkt leżący przy "kolanie" charakterystyki w części zaporowej, oznaczony jako punkt A.

Pełne wyjaśnienie:

Napięcie przebicia diody (często oznaczane jako UBR) dotyczy polaryzacji zaporowej, czyli sytuacji, gdy dioda jest spolaryzowana "wstecznie" i w idealizacji powinna przewodzić jedynie bardzo mały prąd wsteczny. Na charakterystyce prądowo-napięciowej I–U w obszarze zaporowym przez pewien zakres napięć prąd wsteczny pozostaje niewielki.

Wraz ze wzrostem wartości napięcia wstecznego pojawia się jednak zjawisko przebicia (np. lawinowego lub Zenera – zależnie od typu diody i poziomu napięcia). Objawia się ono tym, że po osiągnięciu pewnej granicznej wartości napięcia wstecznego prąd zaczyna rosnąć bardzo szybko. W praktyce jest to punkt "załamania"/"kolana" charakterystyki w części zaporowej, od którego krzywa staje się stroma. Właśnie w tym miejscu odczytuje się napięcie przebicia.

Odpowiedź "W punkcie A" jest poprawna, ponieważ punkt A (zgodnie z treścią zadania odnoszącą się do wykresu) wskazuje położenie odpowiadające wejściu w obszar przebicia: napięcie jest jeszcze zaporowe, a prąd wsteczny zaczyna gwałtownie narastać.

Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne? Jeśli punkt leży w części przewodzenia (dodatnie napięcie i szybko rosnący prąd w kierunku przewodzenia), opisuje raczej napięcie progowe i normalną pracę diody jako prostownika, a nie przebicie. Z kolei punkty w obszarze zaporowym, ale przed "kolanem", odpowiadają małemu prądowi wstecznemu – to nie jest jeszcze przebicie, więc nie odczytuje się tam UBR.

Wskazówka egzaminacyjna: szukaj na wykresie fragmentu zaporowego, w którym krzywa nagle "idzie w górę" (w sensie wartości prądu wstecznego). Napięcie na osi poziomej w tym miejscu to napięcie przebicia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Napięcie przebicia to taka wartość napięcia w kierunku zaporowym, po której przekroczeniu prąd wsteczny zaczyna rosnąć gwałtownie. Na charakterystyce I–U widać to jako "kolano" w części zaporowej, gdzie krzywa przestaje być płaska i staje się bardzo stroma.
Kierunek zaporowy rozpoznasz po tym, że napięcie ma znak przeciwny niż w przewodzeniu, a prąd jest mały (prąd wsteczny). Na typowym wykresie jest to część, w której przez długi zakres napięć prąd prawie się nie zmienia, aż do momentu przebicia.
Bo właśnie ten gwałtowny wzrost oznacza rozpoczęcie zjawiska przebicia w złączu. Przed przebiciem prąd wsteczny jest niewielki i nie definiuje jednoznacznie granicy pracy. Punkt, w którym krzywa "łamie się" w zaporze, jest praktycznym miejscem odczytu UBR.
Nie. Napięcie progowe dotyczy kierunku przewodzenia (momentu, gdy dioda zaczyna wyraźnie przewodzić). Napięcie przebicia dotyczy kierunku zaporowego i wiąże się z nagłym wzrostem prądu wstecznego. To dwa różne obszary tej samej charakterystyki I–U.
Zwykle rośnie prąd wsteczny, pojawia się duża moc strat i element może się przegrzać oraz uszkodzić, jeśli nie ma ograniczenia prądu. Wyjątkiem są diody projektowane do pracy w przebiciu (np. Zenera/TVS), gdzie przebicie jest zjawiskiem roboczym, ale tam też wymaga się ograniczenia prądu.
Najczęściej w zasilaczach i modułach automatyki: sterowniki, rejestratory, czujniki, telemetria, zasilanie awaryjne. Diody są w prostownikach, zabezpieczeniach przed odwrotną polaryzacją i przepięciami. Rozumienie UBR pomaga ocenić odporność na zakłócenia.
Typowe błędy to: odczyt z części przewodzenia (pomylenie z napięciem progowym), ignorowanie znaków na osiach (np. odczyt z dodatniego napięcia zamiast zaporowego) oraz wybór punktu "gdzie prąd jest największy", zamiast miejsca, gdzie prąd wsteczny zaczyna rosnąć skokowo.
Oba zjawiska prowadzą do przebicia w kierunku zaporowym, ale mają inne mechanizmy fizyczne. W ujęciu egzaminacyjnym najważniejsze jest rozpoznanie skutku na wykresie: pojawia się obszar, w którym niewielka zmiana napięcia powoduje duży wzrost prądu wstecznego, co wyznacza UBR.
Nie trzeba znać liczbowej wartości. W tym typie zadania sprawdza się umiejętność wskazania miejsca na charakterystyce I–U, w którym odczytuje się UBR. Wartość liczbowa byłaby potrzebna dopiero, gdyby pytanie wymagało odczytu konkretnej liczby z osi wykresu.
Najpierw zlokalizuj część zaporową (tam, gdzie prąd jest mały mimo napięcia wstecznego). Następnie znajdź "kolano", czyli moment, od którego prąd wsteczny rośnie bardzo stromo. Punkt w tym miejscu odpowiada napięciu przebicia; dopiero potem porównaj to z oznaczeniami A–D.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 50% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Napięcie przebicia odczytuje się w obszarze polaryzacji zaporowej, w którym po przekroczeniu pewnej wartości napięcia wstecznego następuje gwałtowny wzrost prądu wstecznego."

Źródła:

  • Wikipedia: "Diode" – section "Current–voltage characteristic" oraz opis breakdown (U_BR) https://en.wikipedia.org/wiki/Diode (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia: "Avalanche breakdown" – opis zjawiska przebicia lawinowego w półprzewodnikach https://en.wikipedia.org/wiki/Avalanche_breakdown (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "Diode I-V Characteristic" (opis obszaru przewodzenia i zaporowego oraz interpretacji wykresu) https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/diode-characteristics/ (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki/elektroniki: rozdział o diodach półprzewodnikowych i ich charakterystykach
  • Notatki/lekcje o polaryzacji diody i interpretacji wykresu I–U
  • Ćwiczenia z czytania wykresów elementów elektronicznych (diody, LED, Zenera)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego