Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Fysiikan laboratoriotyöt 1 1 VASTUKSEN JA DIODIN VIRTA-JÄNNITEOMINAISKÄYRÄT 1. Työn tavoitteet 1.1 Mittausten tarkoitus Tässä työssä tutustut sähköisiin perusmittauksiin. Opit mittaamaan digitaalisella yleismittarilla tasajännitettä ja -virtaa sekä vastuksen resistanssin. isäksi tutustut virran ja jännitteen säätämiseen soveltuvaan potentiometrikytkentään. Mittaat potentiometrikytkentää käyttäen vastuksen, kahden eri materiaalista valmistetun diodin ja valodiodin virran ja jännitteen välistä riippuvuutta kuvaavat virta-jänniteominaiskäyrät. Vastuksen virta-jänniteominaiskäyrästä määrität vastuksen resistanssin ja diodien virta-jänniteominaiskäyristä tutkit, kuinka hyvin käyttämäsi diodit noudattavat teoreettista jännitteen ja virran riippuvuutta. isäksi tutustut valodiodin käyttöön detektorina mittaamalla valodiodin kautta kulkevaa virtaa valolähteen ja diodin välisen etäisyyden funktiona. 1.2 Oppimistavoitteet Työn tarkoituksena opetella käyttämään digitaalista yleismittaria, joka on fysiikan töissä yleisesti käytössä oleva sähköinen perusmittausväline. Digitaalisella yleismittarilla voidaan mitata vastusten resistansseja, tasajännitettä, tasavirtaa, vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa. Useilla mittareilla voidaan lisäksi tutkia diodien ja muiden puolijohdekomponenttien ominaisuuksia sekä mitata esimerkiksi kondensaattoreiden kapasitansseja tai vaihtojännitteiden taajuuksia. Tässä työssä opit, miten mittari kytketään mitattaessa virtaa ja jännitettä sekä harjoittelet tasajännitteiden ja -virtojen mittaamista. Vaihtojännitteiden mittaamiseen tutustut seuraavassa työssä. Toinen tärkeä oppimistavoite on tutustua jännitteen säädössä käytettävään potentiometrikytkentään ja opetella käyttämään sitä virta-jänniteominaiskäyrien mittaamisessa. Työn tarkoituksena on myös edelleen harjoitella erilaisten taulukoiden ja kuvaajien käyttöä mittaustulosten käsittelyssä ja lopputulosten esittämisessä. Vastuksen resistanssia määrittäessäsi kertaat edellisessä työssä oppimasi tavan sovittaa suora mittaustuloksiin ja määrittää suoran kulmakerroin. isäksi opit esittämään eri suureiden välisiä riippuvuuksia graafisesti tilanteessa, jossa muodostuva kuvaaja ei ole suora. Tätä harjoittelet esittämällä sekä diodien virran ja jännitteen välisen riippuvuuden että valodiodin kautta kulkevan virran sekä lähteen ja diodin välisen etäisyyden neliön käänteisarvon riippuvuuden sopivan kuvaajan avulla.
3. SÄHKÖISISTÄ MITTAUKSISTA 27 PERUSKÄSITTEITÄ Virta I ([I] = A, ampeeri). Johtimen poikkileikkauksen läpi kulkeva varaus sekuntia kohden. Jännite U ([U] = V, voltti). Potentiaaliero kahden sähköpiirin pisteen välillä. Resistanssi R ([R] = W, ohmi). Kuvaa johtimen kykyä vastustaa sähkövirran kulkua. Teho P ([P] = W, watti). Käytetyn energian määrä aikayksikössä. Kapasitanssi C ([C] = F, faradi). Kuvaa kondensaattorin kykyä ottaa vastaan varausta. Q C = U missä Q on kondensaattorilevyille varastoitunut varaus ja U on levyjen välinen jännite. YKSINKERTAINEN VIRTAPIIRI Virtapiiri on umpinainen johdinsilmukka tai useiden silmukoiden muodostama kytkös. Yksinkertaisin virtapiiri saadaan yhdistämällä virtalähteen navat johtimella. Tällöin johtimen päät ovat eri potentiaalissa ja piirissä alkaa kulkea virta.
28 Kuva.Yksinkertainen virtapiiri. Jännitelähteen symboli on kaksi samansuuntaista viivaa. Pidempi viiva merkitsee positiivista napaa, lyhempi negatiivista. Vastuksen symboli on laatikko. Olkoon jännitelähteen jännite (ns. lähdejännite) E ja johtimen resistanssi R. Kuvassa yllä johtimen resistanssi on huomioitu lisäämällä piiriin vastus, jonka resistanssi on R. Tällöin voidaan ajatella, että vastuksen ja jännitelähteen välissä olevassa johtimessa resistanssi on nolla. Sähkövirta kulkee positiiviselta navalta negatiiviselle (elektronit päinvastaiseen suuntaan). Ohmin lain mukaan vastuksen päiden välinen jännite on U = RI, joten vastuksen läpi kulkevan virran suuruus on U E I = R = R.
29 VIRTAPIIREIHIN IITTYVIÄ AKEJA Kirchhoffin silmukkasääntö: Virtapiirissä jokaista silmukkaa ympäri kierrettäessä vastaan tulevien jännitteiden summa on nolla: å U i = 0. i Tarkastellaan esimerkkinä viereisen kuvan kytkentää. = RI mukaan sil- Silmukkasäännön ja Ohmin lain U mukalle 1 pätee E-RI 1 1- RI 2 2= 0 ja silmukalle 2 voidaan kirjoittaa RI 2 2 RI 3 3 0 - =. Kytkennän ulkokehän muodostamalle silmukalle on puolestaan voimassa E-RI 1 1- RI 3 3= 0.
Kirchhoffin haarautumissääntö (virran säilymislaki): Virtapiirin kuhunkin haarautumispisteeseen tulevien virtojen I i in summa on yhtä suuri kuin liitoksesta lähtevien virtojen I i out summa: in out åii = å Ii. i i 30 Sarjaan kytketyt vastukset: Sarjaan kytkettyjen n:n vastuksen kokonaisresistanssi R on yksittäisten vastusten resistanssien R summa R= R + R + K + R. 1 2 n i Rinnakkain kytketyt vastukset: Rinnakkain kytkettyjen n:n vastuksen kokonaisresistanssi R lasketaan kaavasta 1 1 1 1 = + + K+ R R1 R2 R n
Þ R= 1 1 1 1 + +K R R R 1 2 n 31 Sarjaan kytkennässä kokonaisresistanssi siis kasvaa kun taas rinnan kytkennässä se pienenee (tarkasti ilmaistuna kokonaisresistanssi on pienempi kuin pienin yksittäisen vastuksen resistanssi). VIRRAN JA JÄNNITTEEN MITTAAMINEN YEISMITTARIA Yleismittarilla voidaan mitata mm. jännitettä, virtaa, resistanssia ja kapasitanssia. Mittari kytketään piiriin eritavoilla riippuen mitattavasta suureesta. Tutkittavan laitteen läpi kulkevaa virtaa mitattaessa mittari kytketään laitteen kanssa sarjaan. Mittari häirit-
see systeemiä mahdollisimman vähän, kun sen sisäinen resistanssi R A on mahdollisimman pieni laitteen resistanssiin R verrattuna. Tällöin mittarin aiheuttama jännitehäviö on minimissään. 32 Kuva1. Virran mittaaminen. A on virtamittari. Jännitettä mitattaessa tehdään rinnan kytkentä. Mittari häiritsee tutkittavaa systeemiä mahdollisimman vähän, kun sen läpi kulkee mahdollisimman vähän virtaa, joten mittarin sisäisen resistanssin R V pitää olla mahdollisimman suuri. Kuva. Jännitteen mittaaminen. V on jännitemittari.
33 POTENTIOMETRIKYTKENTÄ Jos laitteeseen halutaan jännitelähteen jännitettä pienempi jännite, voidaan käyttää potentiometrikytkentää. Kuvan potentiometrikytkennässä E on jännitelähteen jännite, AB on potentiometri (liukuvastus) ja on laite, johon halutaan jännite U. Ohmin lain U = RI perusteella saadaan U = RI 1 UAC = RACI2= U U = R I = E-U CB CB Kahdesta ensimmäisestä saadaan I1 = U/ R I = U R 2 / ja koska I = I1+ I2 ja RCB = RAB - RAC, kolmas yhtälö antaa AC
E- U = R I = ( R - R )( I + I ) CB AB AC 1 2 æ 1 1 ö. = ( RAB - RAC) ç + U èr RAC ø Tästä RR E= [ R - R R + R + RR ] U ( )( ) AC AB AC AC AC = [( R - R ) R + R R ] U AB AC AC AB ja lopulta laitteen jännitteeksi tulee RR AC U = E. R R + R ( R -R ) AB AC AB AC Yleensä potentiometrikytkennöissä R? RAB, joka tarkoittaa myös, että R? RAC, jolloin RAC U» E R Potentiometrissä R AC on suoraan verrannollinen pituuteen AC = x ja R AB pituuteen AB= l, joten suhde RAC / R AB voidaan kirjoittaa pituuksien suhteena x/ l. Saadaan x U» E l Jos E on vakio, ts. jännitelähteen sisäinen resistanssi R E on niin pieni, että sen aiheuttama jännitehäviö RI E voidaan jättää huomiotta, jännitettä U voidaan säätää lineaarisesti välillä 0 E. AB 34
aitteen läpi kulkeva virta on U x E I = 1 R» lr, joten myös virtaa I 1 voidaan säätää lineaarisesti välillä 0 E/ R. Tässä on muistettava, että lineaarisuus on voimassa vain, jos laitteen resistanssi R on paljon suurempi, kuin potentiometrin resistanssi R. AB 35 ETUVASTUSKYTKENTÄ Jos laitteen resistanssi R on pieni, kannattaa potentiometrikytkennän sijasta käyttää virran ja jännitteen säätöön kuvassa esitettyä etuvastuskytkentää. Silmukkasäännön ja Ohmin lain perusteella saadaan josta voidaan ratkaista E-R I- RI= 0, AC
I = R E + R Resistanssia R AC muuttamalla voidaan siis säätää laitteen läpi kulkevaa virtaa. Jännitteelle U saadaan R U = RI = E. R + R Esimerkki. aitteen resistanssi on 100 Ω ja se kestää korkeintaan 15 ma:n virran. Virtalähteenä on käytettävissä 9 V:n paristo. Pitääkö paristosta tulevaa virtaa rajoittaa? Jos pitää, miten sen voisi tehdä? Ratkaisu. Tässä E = 9 V ja R = 100 W= 100 V/A, joten suoraan paristosta tuleva virta olisi E I = = 0,09 A = 90 ma > 15 ma. R Virtaa pitää siis rajoittaa. Rajoittaminen voidaan tehdä joko etuvastuskytkennällä tai potentiometrikytkennällä. Etuvastuskytkennällä ehdosta E I = 15 R R ma + AC saadaan E RAC ³ - R = 500 W. 15 ma AC. AC 36
Potentiometrikytkennällä ehdosta x E I1» 15 ma lr saadaan x R 15 ma = 0,167. l E Potentiometrissä väli AC saa olla korkeintaan 16 % potentiometrin kokonaispituudesta. isäksi oletuksen R = 100 W? RAB täytyy olla voimassa. Tässä R AB on potentiometrin kokonaisresistanssi. Esimerkki. (Vanha tenttitehtävä) Herkän virtamittarin mittausalue on 0 5,00 ma ja sen sisäinen resistanssi on 50,0 W. Miten sitä voidaan käyttää mittaamaan: a) virtoja alueella 0 500 ma ja b) jännitteitä alueella 0 200 V? Ratkaisu. Tässä virtamittari on tutkittava laite, joten merkitään sen sisäistä resistanssia R = 50,0W. a) Virtamittari ei kestä suurta virtaa, joten ohjataan osa virrasta sen ohi vastuksen R kautta. 37
Kuvan perusteella kirjoitetaan U= RI1 = RI 2 I1 = I -I2 joista ratkaistaan RI 2 RI 2 50,0W 5,00mA R= = = = 0,556W I1 I -I2 500 ma - 5,00 ma Vastuksen R resistanssin pitää olla pienempi tai korkeintaan noin 0,5 W. 38 b) Käytetään etuvastusta, jotta mittariin ei pääse liikaa virtaa. Tässä U max = 200 V ja I max = 5,00 ma ja kuvan perusteella kirjoitetaan U = ( R+ R ) I, josta lasketaan U-RI 200V -50,0W 0,005A R = = = 39950 W I 0,005A Etuvastuksen R resistanssin pitää olla suurempi tai vähintään noin 40 kw.
6 VASTUKSEN JA DIODIN VIRTA-JÄNNITEOMINAISKÄYRÄT sistanssin suuruudesta potentiometrin resistanssiin verrattuna kuin edellä approksimaatiota (3.2) johdettaessa. Yhtälöstä (3.3) nähdään, että potentiometrikytkennän avulla voidaan laitteen läpi kulkevaa virtaa säätää arvosta 0 arvoon E R. 2.3 Vastus Työssä tutkitaan vastuksen virran ja jännitteen välistä riippuvuutta. Yleensä vastusten resistanssit ovat virran funktioita, ts. R = R(I). Tämä johtuu siitä, että vastuksen kautta kulkevan virran muuttuessa myös lämpötila muuttuu ja yleensä resistanssi on lämpötilan funktio. Tässä työssä käytetään kuitenkin vakiovastuksia, joiden resistanssin riippuvuus lämpötilasta on niin pieni, että niiden resistanssia voidaan tavallisissa olosuhteissa pitää vakiona. Vakiovastus noudattaa Ohmin lakia, jonka mukaan vastuksen päiden välinen jännite U on suoraan verrannollinen vastuksen kautta kulkevaan virtaan I eli U = RI, (3.4) missä R on vastuksen resistanssi. Vakiovastuksen virta-jänniteominaiskäyrä on siten origon kautta kulkeva suora, jonka kulmakerroin on vastuksen resistanssi. Kuvassa 3.5 a) on esitetty joitakin tässä työssä tutkittavia vastuksia. a) Värikoodit b) Päästösuunnan merkki Estosuunnan merkki Ge-diodit Si-diodi Kuva 3.5. Työssä tutkittavia a) vastuksia ja b) diodeja.
OUUN YIOPISTO Työn suorittaja: FYSIIKAN OPETUSABORATORIO Mittauspäivä: / 20 klo - Fysiikan laboratoriotyöt 1 Työn ohjaaja: MITTAUSPÖYTÄKIRJA VASTUKSEN JA DIODIN VIRTA-JÄNNITEOMINAISKÄYRÄT 1. Ominaiskäyrien mittaaminen Vastus Diodi Ge (kirkas) Si (musta) Valodiodi (I < 5 ma ) I [ma] U [V] I [ma] U [V] U [V] I [ma] U [V] 1 0,05 0,1 2 0,10 0,2 3 0,25 0,5 4 0,50 1 5 1 2 6 2 3 7 3 4 8 4 9 5 10 7 10 R [W] I [ma] U [V] Värikoodi -0,5 Mittari -1-1,5-2 -3-5 2. Valomittauksia valodiodilla r [cm] 9 10 11 13 16 20 25 30 40 60 I [ma] Ohjaajan allekirjoitus
Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Fysiikan laboratoriotyöt 1 7 2.4 Diodi Diodi on kahdesta eri tavoin seostetusta p- ja n-tyyppisestä puolijohteesta yhteen liittämällä valmistettu komponentti, joka päästää virran kulkemaan lävitseen vain toiseen, ns. päästösuuntaan. Diodia voidaankin käyttää vaihtovirran tasasuuntaukseen. Tällaiseen diodin sovellutukseen tutustut tämän kurssin seuraavassa harjoitustyössä. Diodeja käytetään myös kytkiminä ja antureina. Tässä työssä aloitamme diodiin tutustumisen tutkimalla tavallisimmista diodimateriaaleista eli piistä ja germaniumista valmistettujen diodien virran ja jännitteen välistä riippuvuutta. Esimerkkejä työssä tutkittavista diodeista on esitetty kuvassa 3.5 b). Ideaalisen diodin virran I ja jännitteen U välistä riippuvuutta kuvaa ns. diodiyhtälö qu fkt I = I (e 1), (3.5) 2 - missä I 2 on diodin estosuuntainen kyllästysvirta, q on elektronin varauksen itseisarvo eli alkeisvaraus, f on valmistustekniikasta riippuva vakio, k on Boltzmannin vakio ja T on lämpötila. Ideaalisen diodin virran ja jännitteen välistä riippuvuutta kuvaava virtajänniteominaiskäyrä on näkyvissä alla kuvassa 3.6. Virta-jänniteominaiskäyrässä erottuu kolme toisistaan poikkeavaa aluetta: 1) Kun diodi kytketään päästösuuntaan, toimitaan ensin kynnysalueella, jossa virta kasvaa vain vähän jännitteen kasvaessa. 2) Kun jännitteen arvo kasvaa suuremmaksi kuin kynnysjännite ollaan varsinaisella päästöalueella, jossa virta alkaa kasvaa voimakkaasti jännitteen kasvaessa. 3) Estoalueella diodin läpi kulkee vain pieni, lähes jännitteestä riippumaton estosuuntainen virta, joka saavuttaa jännitteen kasvaessa hyvin nopeasti kyllästysarvon. Kuvassa virta on piirretty päästö- ja kynnysalueilla samaa mittakaavaa käyttäen, mutta estoalueella on käytetty eri mittakaavaa. Estoaluetta on suurennettu jotta pääsisimme paremmin näkemään, miten diodi käyttäytyy. I Kynnysalue Päästöalue -0,4 Kyllästysvirta Estoalue Kynnysjännite -5,00E+00 Kuva 3.6. Ideaalisen diodin virta-jänniteominaiskäyrä. U
8 VASTUKSEN JA DIODIN VIRTA-JÄNNITEOMINAISKÄYRÄT 2.5 Valodiodi Valodiodi muistuttaa rakenteeltaan ja toiminnaltaan tavallista diodia. Erona on kuitenkin se, että kun tavallisessa diodissa virta saadaan kulkemaan päästösuuntaan jännitettä kasvattamalla, niin valodiodissa virran kulku saadaan aikaan valaisemalla diodia. Valodiodia voidaankin käyttää valoherkkänä detektorina. Tässä työssä mittaat valodiodin virta-jänniteominaiskäyrän ja tutustut valodiodin käyttöön detektorina tekemällä mittaussarjan, jossa tutkitaan säteilylähteen ja detektorin välisen etäisyyden vaikutusta diodin kautta kulkevaan virtaan. Käytät valodiodia detektorina vielä jatkossa tämän kurssin viimeisessä työssä, jossa tutkit valon diffraktiota ja polarisaatiota. 3. Ennakkotehtävät Ratkaise seuraavat tehtävät ennen saapumistasi työvuorolle. Ratkaisuja varten on lomake (iite 3) kurssin nettisivuilla. Palauta lomake ratkaisuineen työn ohjaajalle. 1. Kuvassa 3.7 on esitetty vastuksen, valodiodin ja diodien päästösuuntaisten ominaiskäyrien mittaamisessa käytettävä kytkentä. Täydennä kuvan kytkentäkaavio merkitsemällä näkyviin tasajännitelähteen E positiivinen ja negatiivinen napa, virtamittari A I ja jännitemittari V. Mieti myös, miten kuvan kytkentää tulee muuttaa mitattaessa germaniumdiodin virta-jänniteominaiskäyrää estosuunnassa (lue tätä varten luku 4.2). B C A Kuva 3.7. Ominaiskäyrien mittaus. AB = potentiometri, C = liukuva osa, = tutkittava laite. 2. Mitkä kolme aluetta voidaan erottaa diodin virta-jänniteominaiskäyrässä ja miten virta käyttäytyy näillä alueilla?
Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Fysiikan laboratoriotyöt 1 11 5. Mittaustulosten käsittely 5.1 Vastuksen virta-jänniteominaiskäyrä ja resistanssi Esitä mittaustuloksesi sopivassa ( I, U )- koordinaatistossa ja määritä suoran kulmakerroin työn 2 iitteessä 2 annettujen ohjeiden mukaisesti käyttäen joko pienimmän neliösumman menetelmää (käytä sopivaa tietokoneohjelmaa) tai graafista sovitusta. 5.2 Diodien virta-jänniteominaiskäyrät Sijoita mittaamasi jännite-virta-arvoparit ( U, I )- koordinaatistoon ja piirrä pisteiden perusteella diodien virta-jänniteominaiskäyrät. Piirrä germaniumdiodin tapauksessa myös virta-jänniteominaiskäyrän estosuuntainen osa. Määritä käyrien avulla diodien kynnysjännitteet, kuten ideaalisen diodin tapauksessa. Piidiodille tämä onnistuu yleensä mukavasti, mutta monille tutkituille germaniumdiodeille kynnysjännitteen määrittäminen on vaikeampaa, koska ominaiskäyrä voi olla hyvin laakea. 5.3 Valodiodimittaukset Sijoita myös valodiodin tapauksessa havaitsemasi jännite-virta-arvoparit ( U, I )- koordinaatistoon ja piirrä niiden avulla valodiodin virta-jänniteominaiskäyrä samaan kuvaajaan pii- ja germaniumdiodien käyrien kanssa. Taulukoi jälkimmäisessä valodiodimittauksessa havaitsemasi virran arvot etäisyyden neliön käänteisarvon funktiona ja esitä sitten nämä pisteet ( 1 r 2, I )- koordinaatistossa ja piirrä pisteitä myötäilevä kuvaaja. Tämän vaiheen saat tehdä työvuoron aikana ohjaajan opastuksella. 6. opputulokset ja pohdintaa Ilmoita lopputuloksena tutkimasi vastuksen resistanssi värikoodin tai muun vastuksesta löytyvän nimellisarvon perusteella määritettynä, suoraan digitaalimittarilla mitattuna sekä virta-jännitesuoran kulmakertoimesta saatuna. Vertaa pii- ja germaniumdiodien ominaiskäyriä sekä toisiinsa että ideaalisen diodin käyrään. Mitä eroja/yhtäläisyyksiä havaitset? Ilmoita kuvaajista määritetyt pii- ja germaniumdiodin sekä ideaalisen diodin kynnysjännitteet. Määritä valodiodimittausten avulla piirtämäsi kuvaajan perusteella, käyttäytyykö valodiodi tässä mittauksessa lineaarisesti. (Vihje: Pohdi, millainen piirtämäsi kuvaajan tulisi olla, jos mitattu virta olisi suoraan verrannollinen diodille tulevan valon määrään. Ajatellaan, että lamppu olisi pistemäinen valolähde, jonka intensiteetti heikkenee kääntäen verrannollisena etäisyyden neliöön.)
OUUN YIOPISTO Työn suorittaja: FYSIIKAN OPETUSABORATORIO Mittauspäivä: / 20 klo - Fysiikan laboratoriotyöt 1 Työn ohjaaja: ENNAKKOTEHTÄVÄT VASTUKSEN JA DIODIN VIRTA-JÄNNITEOMINAISKÄYRÄT 1. Kuvassa 3.7 on esitetty vastuksen, valodiodin ja diodien päästösuuntaisten ominaiskäyrien mittaamisessa käytettävä kytkentä. Täydennä kuvan kytkentäkaavio merkitsemällä näkyviin tasajännitelähteen E positiivinen ja negatiivinen napa, virtamittari A I ja jännitemittari V. Mieti myös, miten kuvan kytkentää tulee muuttaa mitattaessa germaniumdiodin virtajänniteominaiskäyrää estosuunnassa (lue tätä varten luku 4.2). B C Kuva 3.7. Ominaiskäyrien mittaus. AB = potentiometri, C = liukuva osa, = tutkittava laite. Muutettu kytkentä: A
2. Mitkä kolme aluetta voidaan erottaa diodin virta-jänniteominaiskäyrässä ja miten virta käyttäytyy näillä alueilla? 3. aske diodiyhtälöstä qu fkt I = I 2 (e -1) ideaalisen diodin virran arvot oheiseen taulukkoon. Merkitse näkyviin yksi mallisijoitus numeroineen ja yksikköineen. Taulukko 1. Ideaalisen diodin annettuja jännitteitä vastaavat virrat. Vakiot Päästösuunta Estosuunta I 2 = 10 na U (V) I (ma) U (V) I (na) q = e = 1,602 10-19 As 0,300-0,010 f = 2 0,400-0,020 k = 1,381 10-23 J/K 0,500-0,040 T = 20 o C = 293 K 0,550-0,070 0,600-0,100 0,625-0,150 0,650-0,200 0,675-0,250 0,700-0,300 Piirrä sitten lasketut ( U, I )- pisteet joko oheiseen koordinaatistoon tai millimetripaperille ja hahmottele siihen pisteitä myötäilevä virta-jänniteominaiskäyrä. Määritä kuvaajan avulla ideaalisen diodin kynnysjännite ja merkitse se näkyviin kuvaajaan.