GP-IBインターフェースを用いた実験

質問

こんにちはＧＰ－ＩＢを用いた計測に関する質問です。

ＰＣ98とマルチメータと直流電源を
GP-IBでつなぎ、
ダイオードとマルチメータを直列に接続し、
マルチメータを電流モードにして電流を直接測定して
ダイオードのＩ－Ｖ特性を測定する方法では
ダイオードの正確なＩーＶ特性が測定できないのですが、なぜ正確に測定できないのかよくわかりません。

マルチメータ内のダイオード”on”時の内部抵抗が関係しているようなのですが…

どなたか教えてください。
お願いします。

回答No.11

diode5 · ベストアンサー

適当なDMMが探せなかったのですが、参考URLのカタログを見てください。

直流電圧測定での入力インピーダンスは、2000mV以下のレンジで1GΩ以上、20V以上のレンジでおよそ10MΩです。
負荷抵抗を100Ωとすると、並列に接続したDMMの入力インピーダンスが負荷抵抗に与える影響は、10MΩで0.001％、1GΩで0.00001％となります。入力インピーダンスが変わったことによる影響は軽微です。

直流電流測定で200mA以下のレンジで1.5Ω以下、2000mA以上のレンジで0.04Ω以下です。
下記データは一般的な小信号用ダイオードの特性ですが、データから見かけ上の抵抗を計算したものです。それにDMMの抵抗が見かけ上の抵抗に与える影響率を計算しています。
電圧 電流 見かけ上の抵抗 DMMの抵抗 影響率
V mA Ω Ω ％
0.4 0.02 20000 1.5 0.0075
0.6 1 600 1.5 0.25
0.8 20 40 1.5 3.75

このことから、電流が大きくなってきた時にDMMの端子間抵抗がダイオードに与える影響が大きく、ここで電流測定レンジが切り替わることによるDMMの端子間抵抗が変わればその影響は大きいと考えられます。このことがデータの連続性がなくなるという事です。
例に上げたDMMではレンジが切り替わっても端子間抵抗は変わらないので、良い例ではないというのが正直なところです。

いろいろと考えていて、この場合100Ωの負荷抵抗を付けたままであれば、入力端子間抵抗が変わってもデータの連続性に対する影響は抑えられるということに気が付きました。
使用するDMMや測定回路の条件で変わってくると思いますので、答えは別のところにあるのかなという気がしています。

参考URL：

http://green.advantest.co.jp/techinfo/www/catalog_document/list/R6441A_R6441B_R6441C.html

お礼

diode5さん、お礼遅れて申し訳ありません。
課題は考えられることを手当たり次第書いて出しました。
月曜日が締め切りで他の課題もあったため、
お礼が遅れてしまいました。
わざわざ抵抗の影響率まで調べていただき本当にありがとうございました。

回答No.1

tamra

マルチメータ上では正しく測定できているのに、GP-IBで収集したデータが違っている、ということでしょうか？

マルチメータでデータが確定するタイミングとGP-IBで読み出しているタイミングがズレているのではないでしょうか？

マルチメータ側が、データが安定するしないに関わらずGP-IBバスでリクエストがあった時点のデータを送出しているのではないかと思います。この辺のタイミングは、予めPC側でウエイトをかけるか、何度か読み出して安定した時点のデータを採用するなどの処理が必要です。

マルチメータの表示が安定した時点で読み出してもまだズレがありますか？

お礼

お礼を申し上げるのが遅れて申し訳ありません。
ありがとうございました。

補足

tamraさんこんにちは。
補足要求ありがとうございます。

>マルチメータ上では正しく測定できているのに、GP-IBで収集したデータが違っている

そういうことではないはずだと思います。

それから書き忘れてしまったのですが、
・・・GP-IBでつなぎ、 ”負荷抵抗を用いないで”
ダイオードとマルチメータを直列に接続し、 ・・・
です。

また、実際にはこの実験は行っていなくて課題の問題です。
誤解を招く書き方をしてしまい申し訳ありませんでした。

実際に行ったのは抵抗値のわかっている抵抗R（負荷抵抗）を回路に加えた場合の実験です。

このときの電流IはR（負荷抵抗）の両端電圧Vｒを測定して間接的（Vr/R）に求めました。
また、ダイオードの両端電圧Vは電源電圧Vｓ‐抵抗の両端電圧Vｒで間接的に求めました。

そのため僕が今回質問している問題では
抵抗値がわかることが前提なのに
内部抵抗の値がわからないから
間接的に求めることが出来ない。
ということになるのでしょうか？