KWALIFIKACJA MOT2 - PAŹDZIERNIK 2013

PYTANIE NR 15.
Z przedstawionej na rysunku charakterystyki diody wynika, że jej rezystancja jest wielkością
Ilustracja przedstawia charakterystykę prądowo-napięciową diody, co jest istotne w kontekście egzaminu zawodowego związanego
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystancja diody nie jest stała jak w idealnym oporniku, bo zależność prądu od napięcia jest nieliniowa. Z wykresu I-U widać, że przy różnych wartościach napięcia płynie różny prąd w sposób nieliniowy, więc iloraz U/I (oraz nachylenie dU/dI) zmienia się wraz z punktem pracy diody.

Pełne wyjaśnienie:

Dioda półprzewodnikowa jest elementem nieliniowym: jej prąd nie rośnie proporcjonalnie do napięcia w całym zakresie pracy. Na charakterystyce prądowo‑napięciowej (I‑U) w kierunku przewodzenia widoczny jest obszar, w którym po przekroczeniu pewnego poziomu napięcia prąd zaczyna rosnąć bardzo szybko, a kształt krzywej nie jest linią prostą.

Z tego wynika, że rezystancja rozumiana jako U/I (rezystancja "statyczna" w danym punkcie) zależy od tego, w jakim miejscu charakterystyki pracuje dioda. Dodatkowo, w analizie małosygnałowej często używa się rezystancji dynamicznej opisanej nachyleniem dU/dI. Ponieważ nachylenie krzywej zmienia się wzdłuż charakterystyki, także rezystancja dynamiczna jest różna dla różnych punktów pracy.

Dlatego poprawne jest stwierdzenie, że rezystancja diody jest zmienna.

  • Odpowiedź "stabilną" jest błędna, bo sugeruje brak zmian rezystancji przy zmianie prądu/napięcia, co przeczy nieliniowemu przebiegowi charakterystyki.
  • Odpowiedź "stałą" odpowiada elementom liniowym (np. idealny rezystor), dla których I jest proporcjonalne do U; dioda nie spełnia takiego warunku w całym zakresie.
  • Odpowiedź "niezależną" jest błędna, bo rezystancja (zarówno U/I, jak i dU/dI) wynika bezpośrednio z zależności między napięciem i prądem, czyli jest od nich zależna.

W praktyce (także w mechatronice pojazdów) oznacza to, że parametry pracy diod w prostownikach, zabezpieczeniach cewek czy oświetleniu LED trzeba rozpatrywać dla konkretnego prądu i warunków pracy, a nie jako jedną "stałą rezystancję".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Oznacza to, że prąd nie jest proporcjonalny do napięcia tak jak w oporniku. Na wykresie I‑U nie dostajesz linii prostej, tylko krzywą: dla małej zmiany napięcia prąd może zmienić się bardzo mocno (albo prawie wcale), zależnie od zakresu pracy diody.
Jeśli wykres nie jest linią prostą, to iloraz U/I nie jest stały. Dla różnych punktów na krzywej masz inne napięcie i inny prąd, więc "rezystancja" liczona jako U podzielone przez I zmienia się wraz z punktem pracy.
Rezystancja statyczna to U/I w konkretnym punkcie pracy. Rezystancja dynamiczna opisuje małą zmianę napięcia względem małej zmiany prądu (w praktyce nachylenie charakterystyki). Obie wielkości zależą od punktu pracy, więc nie są stałe.
W idealnym rezystorze obowiązuje zależność liniowa: gdy napięcie rośnie dwa razy, prąd też rośnie dwa razy. W diodzie zależność I‑U jest nieliniowa, więc taki prosty, stały współczynnik proporcjonalności (rezystancja) nie opisuje jej poprawnie w całym zakresie.
W kierunku zaporowym prąd jest zwykle bardzo mały, więc U/I daje bardzo dużą wartość, ale nadal zależną od warunków (napięcie, temperatura, typ diody). To nie jest stała jak w oporniku, tylko efekt właściwości złącza półprzewodnikowego.
Przydaje się m.in. przy sprawdzaniu diod w prostowniku alternatora, w układach zabezpieczających cewki przekaźników oraz w instalacjach LED. Zrozumienie I‑U pomaga ocenić, czy spadek napięcia i przewodzenie są typowe, czy wskazują na uszkodzenie.
Multimetr w trybie testu diody podaje niewielki prąd i mierzy spadek napięcia na złączu. To jest jeden punkt na charakterystyce I‑U. Wynik zależy od prądu testowego i temperatury, dlatego nie należy interpretować go jak "stałej rezystancji" diody.
Parametry złącza p‑n zależą od temperatury, więc cała charakterystyka I‑U przesuwa się. Dla tego samego prądu spadek napięcia może być inny, a więc zmienia się też U/I oraz nachylenie krzywej. To kolejny powód, że rezystancja diody nie jest stała.
Najczęściej traktują diodę jak opornik i bez analizy wykresu zakładają stałą rezystancję. Częsty jest też błąd mylenia rezystancji statycznej z dynamiczną oraz pomijanie tego, że "rezystancja" zależy od punktu pracy (konkretnego U i I).
Ćwicz odczyt wykresów I‑U i zadawaj sobie pytania: co dzieje się z prądem, gdy zwiększam napięcie o małą wartość? Porównuj element liniowy (prosta) z nieliniowym (krzywa). Warto też umieć wyjaśnić U/I i dU/dI jako dwie różne "rezystancje".
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 60% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Rezystancja diody nie jest stała jak w idealnym oporniku, bo zależność prądu od napięcia jest nieliniowa."

Źródła:

  • Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, "Electronic Devices and Circuit Theory", rozdziały o diodach i charakterystyce I-V, wydanie zależne od roku (podręcznik akademicki)
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdziały o złączach p-n i diodach, wydanie zależne od roku (podręcznik akademicki)
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_p%C3%B3%C5%82przewodnikowa - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki do podstaw elektroniki (działy: elementy półprzewodnikowe, diody, charakterystyki I-U)
  • Instrukcje obsługi multimetru: funkcja testu diody i interpretacja wyniku
  • Materiały szkolne/branżowe dotyczące prostowników i alternatorów w pojazdach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego