KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 43.
Multimetrem cyfrowym w trybie testu diody zmierzono napięcie przewodzenia na dwóch krzemowych złączach PN połączonych szeregowo. Wskazanie wynosi około
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla złącza PN w krzemie typowy spadek napięcia w kierunku przewodzenia wynosi ok. 0,6–0,7 V.
Gdy są dwa takie złącza połączone szeregowo, spadki się sumują: ok. 2×0,7 V ≈ 1,4 V. Wartości 0,3 V dotyczą raczej germanu, a 0 V sugeruje zwarcie.

Pełne wyjaśnienie:

Tryb testu diody w multimetrze wymusza niewielki prąd i pokazuje typowe napięcie przewodzenia badanego złącza. Dla złącza PN wykonanego w krzemie (Si) w temperaturze pokojowej przyjmuje się w praktyce wartość około 0,6–0,7 V.

W pytaniu mowa o dwóch krzemowych złączach PN połączonych szeregowo (czyli "podwójnym złączu" rozumianym jako dwa złącza jedno za drugim). W połączeniu szeregowym, przy tym samym prądzie, spadki napięcia dodają się. Otrzymujemy więc w przybliżeniu: 0,7 V + 0,7 V ≈ 1,4 V. Taki odczyt jest typowy np. dla dwóch diod krzemowych połączonych szeregowo lub dla elementu, w którym prąd płynie przez dwa złącza PN.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • 0,3 V to wartość kojarzona z przewodzeniem w półprzewodnikach o mniejszej barierze potencjału, np. dla złącz germanowych, więc nie pasuje do krzemu.
  • 0,6 V odpowiada zwykle jednemu złączu PN w krzemie. Gdy złącza są dwa i są w szeregu, wskazanie powinno być wyraźnie większe.
  • 0 V nie jest typowym napięciem przewodzenia sprawnego złącza PN w teście diody; taki wynik sugeruje zwarcie, bardzo mały opór (uszkodzenie) albo błąd pomiaru.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze rozdzielaj w myślach materiał (Si/Ge/LED) oraz liczbę złącz w torze prądu (jedno czy dwa). To najczęstsze źródło pomyłek przy interpretacji odczytów multimetru.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Złącze PN to granica między obszarem typu P i typu N w półprzewodniku. W kierunku przewodzenia zaczyna przewodzić prąd po przekroczeniu charakterystycznej bariery, co objawia się spadkiem napięcia. Dla krzemu typowo jest to ok. 0,6–0,7 V w temperaturze pokojowej.
Tryb testu diody wymusza niewielki prąd przez badany element i mierzy napięcie w kierunku przewodzenia. Odczyt nie jest "rezystancją", tylko przybliżonym napięciem przewodzenia. Dzięki temu łatwo odróżnić sprawną diodę (typowy spadek) od zwarcia lub przerwy.
W szeregu przez oba złącza płynie ten sam prąd, a spadki napięcia się sumują. Jeśli jedno złącze Si ma zwykle ok. 0,7 V, to dwa złącza dadzą ok. 0,7 V + 0,7 V = 1,4 V. To przybliżenie zależy m.in. od temperatury i prądu testowego.
Dioda germanowa ma zwykle niższy spadek napięcia w kierunku przewodzenia (często okolice 0,2–0,3 V), a krzemowa wyższy (około 0,6–0,7 V). Dlatego w zadaniach egzaminacyjnych ważne jest, aby zwrócić uwagę na materiał: Si ≠ Ge.
Najczęściej nie. Odczyt bliski 0 V w teście diody sugeruje zwarcie (uszkodzenie) albo bardzo mały opór w badanym kierunku. Sprawne złącze PN zwykle pokazuje wyraźny spadek napięcia (dla Si ok. 0,6–0,7 V na jedno złącze).
Wartości >2 V mogą pojawić się np. dla niektórych LED (zależnie od koloru i technologii) albo gdy element nie przewodzi przy prądzie testowym multimetru (wskazanie "OL"/przerwa). W kontekście dwóch złącz Si w szeregu typowe jest raczej ok. 1,4 V.
W teście diody zwykle podaje się dodatni potencjał z czerwonej sondy na stronę, która ma być spolaryzowana w kierunku przewodzenia (anoda), a czarną sondę na katodę. Odwrotne podłączenie zwykle daje brak przewodzenia (bardzo duża wartość lub "OL").
Najczęściej oznacza to dwa złącza PN w jednym torze prądu, zwykle połączone szeregowo. Wtedy w teście diody napięcie przewodzenia jest sumą spadków na obu złączach. Na egzaminie warto szukać doprecyzowania: "dwa złącza szeregowo".
Najczęstszy błąd to traktowanie 0,7 V jako odpowiedzi uniwersalnej bez sprawdzenia, ile złącz jest w torze przewodzenia. Drugi błąd to pomylenie materiału (wybór 0,3 V jak dla germanu). Pomaga zasada: Si ≈ 0,7 V na jedno złącze.
Ćwicz rozpoznawanie: jedno złącze Si (ok. 0,6–0,7 V), dwa złącza w szeregu (ok. 1,4 V), zwarcie (blisko 0 V) i przerwa (OL). Utrwal też, czym różni się Si od Ge i LED. Dobrą praktyką jest wykonywanie pomiarów na rzeczywistych elementach.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 63% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Dla złącza PN w krzemie typowy spadek napięcia w kierunku przewodzenia wynosi ok. 0,6–0,7 V.Gdy są dwa takie złącza połączone szeregowo, spadki się sumują: ok. 2×0,7 V ≈ 1,4 V."

Źródła:

  • All About Circuits: "Diode Testing" oraz opis typowych spadków napięcia diod krzemowych (sekcja o teście diody) — https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/diode-testing/ (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (EN): "Diode" — sekcja o forward voltage i typowych wartościach dla diod krzemowych — https://en.wikipedia.org/wiki/Diode (dostęp: 2026-02-28)
  • Electronics Tutorials: "Diode Characteristics" (omówienie napięcia przewodzenia diod krzemowych) — https://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_1.html (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podstawy elektroniki: rozdział o złączu PN i diodach półprzewodnikowych
  • Instrukcja obsługi multimetru: opis trybu "test diody" i interpretacja wskazań
  • Zadania treningowe: rozpoznawanie uszkodzeń (zwarcie/przerwa) na podstawie odczytów 0 V, ~0,7 V, ~1,4 V

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego