Podczas wyznaczania charakterystyki prądowo-napięciowej (I-U) diody tunelowej w zakresie dużych prądów w kierunku przewodzenia największym praktycznym problemem jest błąd systematyczny wynikający z tego, że elementy toru prądowego (amperomierz, przewody, styki) mają niezerową rezystancję. Przy dużym prądzie nawet mała rezystancja daje zauważalny spadek napięcia.
Jeżeli woltomierz zostanie podłączony tak, że obejmuje nie tylko diodę, ale także amperomierz (lub część przewodów toru prądowego), to zmierzone napięcie nie będzie napięciem na diodzie, lecz sumą spadków napięć. W efekcie punkt na charakterystyce I-U zostanie przesunięty (zawyżone U dla danego I), co zniekształca przebieg i może utrudnić interpretację obszarów pracy diody tunelowej.
Dlatego prawidłowy układ do dużych prądów to taki, w którym:
- amperomierz znajduje się w szeregu z diodą (bo musi mierzyć prąd diody),
- woltomierz jest dołączony możliwie bezpośrednio do zacisków diody (mierzy spadek napięcia na diodzie, a nie na dodatkowych elementach).
Odpowiedź "Układ 2." jest poprawna, ponieważ odpowiada zasadzie minimalizacji wpływu spadku napięcia na amperomierzu (tzw. burden voltage) na wynik pomiaru napięcia diody przy dużych prądach przewodzenia.
Pozostałe układy są błędne typowo z jednego z powodów:
- woltomierz obejmuje dodatkowy spadek napięcia na amperomierzu/połączeniach, co daje istotny błąd przy dużych prądach,
- lub konfiguracja powoduje, że mierzone wielkości nie odpowiadają bezpośrednio prądowi i napięciu diody (np. prąd woltomierza wchodzi do wskazania prądu, co w niektórych układach zwiększa błąd).
Wskazówka egzaminacyjna: przy pytaniach o "duże prądy" zawsze oceniaj, gdzie pojawią się spadki napięć w torze prądowym i czy woltomierz mierzy dokładnie to, co jest potrzebne (napięcie na badanym elemencie).
