Elektrické měření

Elaboráty

Měření diod

Zadání

1) Změřte VA charakteristiky různých polovodičových diod v propustném i závěrném směru.

a)      pomocí měřících přístrojů dle uvedeného schématu metodou bod po bodu, naměřené hodnoty zapište do tabulek a zobrazte graficky

b)      pomocí počítače s měřící kartou snímače charakteristik CTR 01, naměřené charakteristiky zpracujte pro vás dostupným programem a vytiskněte

c)      osciloskopem, zobrazené charakteristiky sejměte ze stínítka obrazovky osciloskopu

2) Vypočítejte vnitřní odpor a nakreslete závislost R = f(U) pro zvolený typ diody.

3) Vlastnosti jednotlivých typů měřených diod porovnejte , uveďte oblast jejich použití a dále porovnejte jednotlivé měřící metody použité pro zjištění VA charakteristik.

4) Změřte závislost kapacity varikapu nebo plošné diody na napětí, tuto závislost zobrazte graficky.

Teoretický úvod

Vodivost polovodiče

Vlastní vodivost polovodiče

Základními polovodivými materiály jsou prvky IV. skupiny Men­dělejevovy periodické soustavy prvků. Uhlík (diamant), křemík, germa­nium, cín a olovo. Ve valenční sféře mají čtyři elektrony a jejich atomy jsou vázán kovalentní vazbou tvořenou čtyřmi dvojicemi elektronů. Šířka zakázaného pásu těchto prvků klesá se vzrůstající atomo­vou hmotností (C » 5 eV, Si » 1,12 eV, Ge » 0,72 eV, Sn » 0,3 eV, Pb » 0,1 eV). V dnešní době našly největší uplatnění křemík, germanium a pro některé aplikace olovo.

Čisté polovodivé materiály mají atomy uspořádané do pravidelné krysta­lické mřížky (tvoří monokrystal).V 1cm³ je asi 10²³ atomů.

 K uvolnění elektronu od atomu polovodiče dochází po přestupu elektro­nu z valenční sféry do vodivostní, tj. po překročení zakázaného pásu. Aby elektron mohl zakázaný pás překonat, je nutné, aby atom přijal určité kvantum energie ve formě tepla nebo záření. Při teplotě absolutní nuly (bez přívodu energie) zaujímají elektrony valenční sféry polohy na drahách nejbližších k jádru a jsou ve vazbách pevně vázány. Valenční sféra je velmi pevná, neboť je v součinnosti s okolními atomy doplněna na osm elektronů (nasycená kovalentní vazba). Protože jsou všechny valenční elektrony ato­mů v těchto vazbách využity, nezbývá žádný elektron k vedení elektric­kého proudu. V důsledku toho je za těchto podmínek vodivost polovodiče nulová.

Přivedeme-li však z vnějšku do látky takové množství energie, které elektronům dovolí překonat zakázaný pás, dojde k rozbití některých vazeb. Elektrony uvolněné z těchto vazeb se volně pohybují krystalo­vou mřížkou a umožňují vedení elektrického proudu. Ve vazbě, ze které byl elektron uvolněn, zbývá volné místo nazývané díra. Protože nenasycená vazba má snahu doplnit se opět na osm elektronů (nasytit se), působí díra na okolní náboje stejným způsobem, jako kdyby se v daném místě nachá­zel kladný náboj stejně velký jako náboj elektronu. K zaplnění díry ve vazbě dojde buď přitažením některého volného elektronu (rekombinací), nebo tím, že v důsledku pohybu krystalové mřížky se v určitém okamžiku přiblíží některý ze sousedních atomů natolik, že dojde k vytržení elektronu z některé jeho vazby. Tento elektron zaplní volné místo ve vazbě prvního atomu, avšak díra se objeví ve vazbě jiného atomu, z jehož vazby byl elektron odtržen.

Popsaný děj se v látce neustále a na mnoha místech současně opakuje. Působením přiváděné energie dochází neustále ke vzniku párů elektron­-díra, k neustálému pohybu elektronů i děr, k jejich rekombinaci i opět­nému uvolňování. Přitom je v látce stále přítomno určité množství volných elektronů i kladných nábojů (děr).

Je zřejmé, že střední doba života elektronů i děr v popisovaném čistém polovodiči je stejná, neboť při rozbití vazby vznikne pár elektron-díra a při rekombinaci opět celý pár zanikne. Pohyblivost děr je však vzhledem k mechanismu jejich pohybu mnohem (asi 3 až 4krát menší než pohybli­vost elektronů.

Popsaný druh vodivosti, podmíněný vznikem volně pohyblivých párů nosičů náboje elektron-díra v důsledku rozbíjení vazeb mezi atomy čistého polovodiče, se nazývá vlastní intrinzická vodivost polovodiče. Je zřejmé, že vlastní vodivost polovodiče při zvyšování teploty roste. Při teplotách v okolí +20 °C je poměrně malá.

Nevlastní vodivost polovodiče

Nahradíme-li v krystalové mřížce čtyřmocného prvku (Ge nebo Si) některé jeho atomy pětimocným prvkem, např. P, As, Sb (obvykle připadá jeden atom příměsi na několik milionů atomů základního prvku), využijí se do čtyř dvojic elektronů, které tvoří nasycenou kovalentní vazbu atomů krystalu, pouze čtyři z pěti valenčních elektronů příměsi. Pátý elektron, který se vazby neúčastní, je poután k jádru velmi volně. K jeho uvolnění postačuje energie řádu setin elektronvoltu, která je za běžných podmínek do látky trvale přiváděna (teplo z okolního prostředí, různé druhy záření atd.). Uvolněné elektrony pětimocných příměsí (tzv. donorů = dárců) se pohybují prostorem krystalové mřížky. Vytvářejí vodivost zprostředkovanou pohybem záporných (negativních) nábojů, kterou nazýváme nevlastní vodivost typu N (elektronová vodivost). Je samozřejmé, že po odtržení elektronu se atom příměsi (donoru) stane jednomocným kladným iontem, který sice působí na okolní náboje svým elektrostatickým polem, avšak sám je pevně poután v krystalové mřížce. Svůj náboj nemůže přenášet do jiného místa v látce. (Vedení proudu se neúčastní.) Je zřejmé, že přestože se v látce pohybuje velký počet volných elektronů, projevuje se látka navenek jako elektricky neutrální, neboť ke každému volnému elektronu přísluší jeden kladný iont.

Nahradíme-li v krystalové mřížce čistého čtyřmocného polovodiče ně­které atomy základního materiálu atomy trojmocného prvku, např. B, Al, Ga, In, chybí jeden elektron k tomu, aby se mohla vytvořit na­sycená kovalentní vazba vytvořená ze čtyř dvojic elektronů. Jak jsme již dříve vysvětlili, chová se volné místo ve vazbě zvané díra jako pohyblivý kladný náboj, který umožňuje vedení proudu látkou. Vodivost vytvořená popsaným způsobem, která využívá k vedení proudu pohybu kladných (pozitivních) nábojů, se nazývá nevlastní vodivost typu P děrová vodivost).

Atom trojmocného prvku nazýváme akceptor, neboť při zaplnění nena­sycené vazby přijme akceptuje) do své valenční sféry jeden elektron. Tím se stane jednomocným záporným iontem. Ionty akceptoru se stejně jako ionty donoru neúčastní vedení proudu v látce, neboť jsou pevně vázány v krystalové mřížce.

Vliv příměsí na vodivost polovodičů je obrovský. Nepatrnými koncen­tracemi nečistot lze dosáhnout zvětšení vodivosti polovodiče až o deset řádů podle koncentrace příměsí. Zvětšení vodivosti zjistíme již v případě, kdy jeden atom příměsi připadá na 10¹⁰ atomů základního materiálu. Při běžně užívaných koncentracích připadá na jeden atom donoru nebo akcep­toru 10⁴ až l0⁸ atomů polovodiče. V látkách obsahujících příměsi působí vždy současně vlastní i nevlastní vodivost. Vlastní vodivost polovodiče je způsobena uvolňováním nosičů při rozbíjení vazeb základního (čistého) polovodivého materiálu. Protože při rozbití vazby vzniká vždy současně elektron i díra, objevují se oba druhy nosičů náboje v krystalové mřížce látky bez ohledu na druh její nevlastní vodivosti. Proto je v materiálu s nevlastní vodivostí typu N kromě velikého množství volných elektronů také určitý počet pohyblivých kladných nábojů děr a v látce s nevlastní vodivostí typu P určitý počet volných elektronů.

Volné nosiče náboje, jejichž počet v látce převládá, tj. v látce s nevlastní vodivostí typu N elektrony a v látce s nevlastní vodivostí typu P díry, nazýváme většinové (majoritní). Nosiče opačného znaménka jsou nosiče menšinové (minoritní). V látce s nevlastní vodivostí typu N jsou minorit­ními nosiči díry, v látce s nevlastní vodivostí typu P elektrony.

Polovodivé vlastnosti vykazují také sloučeniny tří a pětimocných prvků. Počet atomů obou prvků musí být v poměru 1 : l, aby počet valenčních elektronů obou atomů dohromady byl osm. Protože atomy těchto prvků jsou vázány kovalentní vazbou (tj. vzájemným sdílením dvojic valenčních elektronů,. vytváří se u obou atomů valenční sféry obsazené čtyřmi elektrony.

V zásadě může být použito kterékoli kombinace trojmocných prvků (B, Al, Ga, In) a pětimocných prvků (N, P, As, Sb). Nejvýhodnější vlastnosti však mají sloučeniny GaAs, InP a AlSb. Pro získání nevlastní vodivosti typu P se užívají příměsi dvojmocné (Zn), pro typ N šestimocné (Te). Proti křemíku a germaniu vynikají tyto materiály, nazývané intermetalické polovodiče, neobyčejně velkou pohyblivostí elektronů (v GaAs 0,8 m²/V.s, tj. asi pětkrát větší než v křemíku). Této vlastnosti se využívá při výrobě některých součástek, určených pro velmi vysoké kmitočty.

PŘECHOD PN

Přechod PN bez působení vnějšího napětí

Mějme destičku z monokrystalu polovodiče, jejíž jedna část má nevlastní vodivost typu P a druhá část typu N. Místo, kde se mění vodi­vost P na N, se nazývá přechod PN.

Z atomů příměsí vznikly v krystalové, mřížce pevně vázané jednomocné ionty, které se nemohou zúčastnit vedení elektrického proudu. Průchod proudu krystalem však mohou působením svého elektrostatického pole velmi podstatně ovlivnit.

Představme si na chvíli, že obě části monokrystalu jsou nejprve od sebe prostorově odděleny. Část P obsahuje kromě neutrálních atomů základního prvku určitý počet vázaných záporných iontů a stejný počet volně pohyblivých děr. V části N jsou pevně vázanými náboji kladné ionty a pohyblivými náboji elektrony. Jak již bylo vysvětleno, jsou tyto části krystalu navenek elektricky zcela neutrální. Nevytvářejí žádné vnější elektrické pole, které by mohlo jakkoliv ovlivnit pohyb volných nábojů v krystalové mřížce druhé části.

Předpokládejme pro výklad, že by bylo možné navzájem spojit obě části monokrystalu tak dokonale, aby krystalová mřížka jedné z nich plynule, bez jakýchkoli nepravidelností (poruch) navazovala na krystalovou mřížku druhé části. Ihned po spojení obou částí by začala působit difúze, tj. snaha volných nosičů náboje rovnoměrně se rozptýlit po celém objemu monokrystalu. Jakmile některý elektron přejde z části N do P nebo díra z části P do N, poruší se rovnováha elektrických nábojů obou původně elektricky neutrálních částí. V části N, která ztrácí elektrony, začíná pře­vládat kladný náboj pevně vázaných iontů donoru. Zároveň v části P, ve které elektrony rekombinují, začíná převládat záporný náboj pevně váza­ných iontů akceptoru. Mezi částí P a N se vytváří rozdíl potenciálů. který se nazývá difúzní napětí. Čím více nosičů přejde přes přechod, tím je difúzní napětí větší.

Současně se vznikem rozdílu potenciálů se v okolí přechodu PN vytváří elektrostatické pole pevných iontů. Další difúze volných nábojů přes přechod je v důsledku silového působení tohoto pole stále obtížnější, neboť záporné ionty v části P odpuzují elektrony, které se snaží do této části proniknout. Stejně působí i kladné ionty v části N na přicházející díry. Přitom každý další přechod náboje zvětšuje intenzitu pole, a tím zesiluje odpudivou sílu působící na difundující náboje. Děj probíhá tak dlouho, až dojde k dynamické rovnováze mezi kinetickou energií difundu­jících nosičů náboje a odpudivou silou elektrostatického pole iontů. Za té situace již kinetická energie nosičů náboje nestačí k překonání rozdílu potenciálních energií mezi oběma částmi krystalu. Další růst difúzního na­pětí se zastaví.

Difúzní napětí je na přechodu PN v germaniu asi 0,2 V, v křemíku 0,66 V, v arzenidu galia asi 1,3 V. Je zřejmé, že difúzní napětí nemůže vyvolat průchod proudu vnějším obvodem, neboť je vytvářeno polem pevně vázaných iontů, které není možné z krystalu do vnějšího ob­vodu odvést. Lze ho změřit nepřímými metodami.

Pro majoritní nosiče náboje tvoří difúzní napětí (elektrostatické pole pevných iontů) překážku zvanou potenci, cílová přehrada (potenciálový val, potenciálová bariéra), přes kterou tyto nosiče náboje nemohou pronikat z jedné části do druhé. Elektrostatické pole pevných kladných iontů části N odpuzuje od místa přechodu volné díry pohybující se v části P. Stejně působí pole i na volné elektrony v části N.

V okolí přechodu vzniká oblast, ze které jsou vytlačeny všechny majo­ritní nosiče náboje. Tuto oblast, která má v případě, že na přechod není přiloženo žádné vnější napětí, tloušťku asi 1 mm, nazýváme vyprázd­něná oblast.

Jinak působí elektrostatické pole pevných iontů na minoritní nosiče ná­boje. Díry z části N, které se dostanou do blízkosti přechodu, jsou přitaho­vány zápornými ionty části P a pronikají přes přechod. Stejná situace nastává i pro elektrony pohybující se v blízkosti přechodu v části P. Pře­chod je pro minoritní nosiče náboje otevřen a potenciálová přehrada jejich průchodu nebrání.

Protože je počet minoritních nosičů náboje při určité teplotě materiálu omezen, je jimi způsobený proud procházející pře, přechod poměrně malý. Přecházející minoritní nosiče (elektrony z P do N a díry z N do P) by však způsobily postupné zmenšování difúzního napětí (neboť přinášejí do části N záporný a do části P kladný náboj). Jakýkoliv pokles difúzního napětí je však ihned vyrovnán difundujícími majoritními nosiči, jejichž kinetická energie stačí k překonání zmenšeného difúzního napětí, neboť rychlosti jed­notlivých nosičů náboje nejsou vlivem vzájemných srážek stejné. Přechod je trvale v dynamické rovnováze a difúzní napětí je při konstantní teplotě konstantní. Proud minoritních nosičů je zcela vyrovnáván (kompenzován) proudem těch majoritních nosičů, jejichž kinetická energie k tomu postačuje. Celkový náboj na obou stranách přechodu PN zůstává konstantní.

Přechod PN s přiloženým vnějším napětím

Opatříme-li polovodičovou strukturu PN přívody, na které přilo­žíme stejnosměrné napětí v takové polaritě, která souhlasí s polaritou di­fúzního napětí, tj. na část P minus a na část N plus, bude mít elektrostatické pole, které vlivem přiloženého napětí vznikne, souhlasný smysl jako elektrostatické pole pevných iontů působící v okolí přechodu.

Potenciálová přehrada mezi částí P a N vzroste a vyprázdněná oblast se rozšíří, neboť obě pole se budou navzájem podporovat. Už ani nejrych­lejší z majoritních nosičů nemohou překonat zvýšenou potenciálovou pře­hradu a proud majoritních nosičů zanikne. Přechod je pro majoritní nosiče náboje uzavřen. Říkáme, že je polarizován ve zpětném směru. Přes pře­chod i vnějším obvodem prochází jen proud minoritních nosičů náboje I_R, neboť proud majoritních nosičů, který ho v případě přechodu PN bez vněj­šího zdroje kompenzoval, zanikl. Elektrostatické pole způsobené vnějším zdrojem napětí sice podporuje pohyb minoritních nosičů přes přechod, ale nezpůsobuje znatelné zvětšení proudu, protože všechny minoritní nosiče které byly při dané teplotě k dispozici, přes přechod již stejně procházely. Proud I_R je nasycen.

Obrátíme-li polaritu přiloženého napětí, bude odpovídající elektrostatické pole působit proti elektrostatickému poli pevných iontů. Majoritní no­siče se vlivem tohoto pole přiblíží k přechodu, potenciálová přehrada se zruší a vyprázdněná oblast zanikne. Přechod je při této polarizaci (tj. na P plus a na N minus) pro majoritní nosiče otevřen. Říkáme, že je polarizován v přímém směru. Obvodem prochází proud I_F, který pří, zvětšování vnějšího napětí prudce vzrůstá, neboť v krystalové mřížce je veliké množství majoritních nosičů připravených k vedení proudu.

Je zřejmé, že přechod PN vykazuje tzv. usměrňovací účinek (jednosměr­nou vodivost). Přiložíme-li na část P kladné napětí proti části N, je odpor přechodu velmi malý (řádově zlomky ohmu). Při opačné polarizaci má přechod odpor velmi velký (v křemíku alespoň několik megaohmů).

Druhy polovodičových diod

Diody pro síťové usměrňovače

Určené pro usměrňování proudů řádově několik jednotek až desítek ampérů při napětí až stovek voltů technických frekvencí.

Diody pro usměrňování malých vysokofrekvenčních proudů

Plošné diody

Plošné diody pro usměrňování do několika megahertzů se vyrábějí z křemíku.

Hrotové diody

Oproti plošným diodám má jejich voltampérová charakteristika pozvolnější průběh a větší zakřivení při malých hodnotách proudu. Proto jsou k některým účelům vhodnější nežli diody plošné. Nejdůležitější jsou germaniové a germaniové se zlatým hrotem.

Kapacitní diody

Jsou to součástky, které využívají kapacitu přechodu PN, která je závislá na napětí. Polarizují se ve zpětném směru. Pro přímý přechod lze kapacitu vypočítat z přibližného vztahu , kde k je konstanta závislá na materiálu a provedení diody a U_R je napětí mezi anodou a katodou ve zpětném směru. Pro přechod pozvolný . Vhodným rozdělením příměsí v okolí přechodu lze získat též lineární závislost kapacity na přiloženém napětí. Při vysokých frekvencích má reaktance kapacity malou hodnotu a neuplatní se proti ní paralelní odpor R_p. Pro činitel jakosti platný při vysokých frekvencích platí . Mezní frekvence je frekvence při které je činitel jakosti roven 1 : .

Schottkyho dioda

Sch. diody využívají pro svoji činnost usměrňujícího kontaktu polovodič-kov. V místě dotyku polovodiče a kovu dochází k velmi rychlému odsátí volných nosičů náboje kovem, proto je doba zotavení těchto diod velmi krátká (pS) a mezní frekvence velmi vysoká (10-ky GHz). Užití : ve směšovačích a demodulátorech v pásmech centimetrových vln. Oproti dříve používaným speciálním hrotovým diodám mají menší šum, větší účinnost a větší odolnost proti elektrickém a mechanickém namáhání.

Dioda PIN

Vrstva s nevlastní vodivostí typu P, která tvoří anodu diody je oddělena od vrstvy s vodivostí A, tvořící katodu, tenkou vrstvou velmi čistého křemíku. Tato mezivrstva, tlustá několik mm, není dotována žádnou příměsí. Má pouze vlastní – intrizitní – vodivost. Vrstva I se neupatňuje při průchodu stejnosměrného proudu nebo proudů tak nízkých frekvencí, že odpovídající doba periody 1/f je mnohokrát delší než doba potřebná k průchodu nosičů přes vrstvu I. V těchto případech se dioda chová stejně jako obyčejná Si dioda a malou plochou přechodu. Má i stejnou VA charakteristiku. Při vysokých frekvencích , kdy doba potřebná k přechodu nosičů náboje přes vrstvu I je srovnatelná s periodou procházejícího signálu, ztrácí dioda PIN svůj nelineární charakter a chová se jako lineární rezistor. Velikost jejího odporu pro vysoké frekvence R_vf je možné měnit velikostí stejnosměrného proudu I_F, který diodu v přímém směru polarizuje. R_vf se zmenšuje při zvětšování I_F.

LED

LEDky jsou diody ,které vyzařují kvanta energie, pokud je vlnová délka tohoto záření ve viditelném spektru můžeme ji vidět. Dělí se podle typu : půlkruhová, plošná, hranově emitující. Světlo vychází z místa přechodu a jen pokud je dioda zapojená v propustném směru. Na LEDce je úbytek podle barvy U_F = 1,5 – 2 V a maximální prou asi I_F = 10-20 mA à . Použití jako signalizace.

Schéma zapojení

- bod 1a zadání :

 

- měření Si diod v závěrném směru

 

- bod 1c zadání :

 

- bod 4 zadání :

 

Postup měření

Pro měření VA charakteristiky použijte klasické zapojení. Jednotlivé druhy přístrojů volte podle typů měřených diod. Jednotlivé druhy přístrojů volte vhodně podle druhů měřených diod. V propustném směru budete potřebovat max. napěťový rozsah 2V pro LED diody, ve směru závěrném od 5V pro kuproxové diody do několika set voltů pro diody křemíkové. Proudový rozsah volte podle výkonnosti diod. Při měření dejte hlavně pozor na překročení max. proudu v závěrném směru. Tato hodnota se pohybuje kolem 1 mA, proto velikost proudu udržujte pod touto mezní hranicí.

            Velikost závěrečného napětí pro jednotlivé typy diod :

            kuproxové …………………….. 5V

            selenové ……………………... 20V

            LED,germaniové …… desítky voltů

            Si ……………………. stovky voltů

Při měření diod v závěrném směru normálním klasickým způsobem narazíme na problémy s výší napětí vhodného pro toto měření, které se pohybuje okolo 1500V. a tedy následovně na problém bezpečnosti při tomto měření.

V použité metodě jsou tyto nedostatky odstraněny. V měřícím přípravku je použit násobič napětí, jehož výstupní napětí se pohybuje v rozmezí 2,5 až 3 kV. Výstupní proud je pak omezen vhodnými odpory na maximální hodnotu 1 mA. Máme tedy k dispozici dostatečnou hodnotu napětí pro měření v závěrném směru. Při měření vycházíme z toho, že proud v závěrném směru je téměř nulový a v okamžiku jeho nárůstu se dioda chová jako stabilizátor. Průraz, který vznikne při takovém malém proudu na diodě, je nedestruktivní a měřenou součástku nepoškodí.

Jediným problémem je měření značné velikosti výstupního napětí. Proto je v měřícím přípravku použit poměrně přesný dělič s poměrem 1 : 1000. Na jeho výstupní svorky můžeme připojit voltmetr, nejlépe digitální s rozsahem asi 2V, který nám pak udává napětí přímo v kV. Měření je naprosto bezpečné a dostatečně přesné.

Měřící přípravek je ovládán pouze jedním tlačítkem. K přípravku připojte digitální voltmetr a bez připojené diody změřte velikost zkušebního napětí při stisknutém tlačítku. Poté připojte k přípravku diodu bez napětí !!. Stisknutím tlačítka změřte závěrné napětí diody při zkušebním proudu 1 mA. Pokud připojíte diodu na přípravek opačně, na voltmetru se objeví nulové napětí.

Proudy v závěrném směru se pohybují kolem několika mikroampérů, v propustném směru od několika miliampérů až po několik ampérů. Z toho vidíte, že je vhodné použít univerzální typ ampérmetru.

Při měřené varikapů měňte napětí v závěrném směru od 3V do 30V podle typu. Pod hranicí 3V se začíná projevovat usměrňující účinek diody a zhoršuje se činitel jakosti obvodu. Velikost kapacity měřte RLC můstkem.

Naměřené a vypočítané hodnoty

         Se               15V

         Ge              2V – byla proražená

         Si                700V

         Au              122V

         Cuprox       16V

         LED zel.      72V

         LED žlut.     30V

         LED červ.   27V

Použité součástky :

         Multimetry :          D2-1-AL-1469

                                      D1-3-AL-1463

         Diody

         Zdroj :                  PS2-30V;3A-552

         Reostat :               3-18-811

         RLC měřič : 5-44a-368

         Násobič napětí

         Vodiče

Grafy : VA charakteristiky diod a Kapacita

Závěr

Z naměřených hodnot a grafických závislostí by mělo být vidět malé prahové napětí germaniových diod. Tyto diody usměrňují již napětí kolem 0,15V. Kuproxové diody mají v propustném směru značný odpor – a tím i lineární průběh VA charakteristiky. Což lze využít u přístrojů u přístrojů pro měření pro měření střídavých napětí pro vytvoření lineární stupnice. Naproti tomu prahové napětí křemíkových diod je značné asi 0,5 – 0,7 V, ale proud prudce vzrůstá, proto se těchto diod dá dokonce využít jako stabilizátoru napětí malých hodnot. V závěrném směru mají nejnižší napětí kuproxové diody, nejlépe vypadá charakteristika křemíkové diody, u níž nenaměříte téměř žádný proud v závěrném směru. Pro LEDky nám grafy ukazují využití různých velikostí napětí podle barvy diod.

Kapacitní diody má silně nelineární závislost kapacity na napětí. Z průběhu je vidět, proč je třeba dobře vybírat tyto součástky pro varikapy párované (i trojice, čtveřice či osmice). Na RLC měřiči měním frekvenci a činitel jakosti. Při rostoucím závěrném napětí –U klesá kapacita C a stoupá činitel jakosti Q.  kde U₁ je napětí zdroje a U₂ na kondenzátoru.