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こんにちわ。
太陽電池の式の中に理想因子nという記号が出てくるのですが、イメージがつきません。理想因子の意味を教えてください。

A 回答 (1件)

どうやら理想的な値の出る因子のようです。


下記にてイデアルを理解して下さい。^^;

って返って分からなくなるかもしれませんね。^^;
http://www.ednjapan.com/edn_j/2003/10/designf303 …
ここでは理想因子は仮定で1で計算してます。

理想/因子
2語に分けると案外解決の糸口になるかもしれません。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%87% …
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Q理想ダイオード因子について

太陽電池の等価回路は左図のようになる。最も単純なモデルでは抵抗成分を無視して、電流源Iph と(理想ダイオードではない)ダイオードのみで表される。抵抗成分を無視した太陽電池の暗電流は、Io を逆方向飽和電流、qを電気素量、Vを電圧、nを理想ダイオード因子、kをボルツマン定数、Tを温度として・・・・・
という文が太陽電池について調べていたら出てきました。
理想ダイオード因子っていったい何ですか?
また物理的な意味とかってあります?

Aベストアンサー

推測ですが、
単純な理論ではダイオードの電流電圧の式はI=Is ( exp (qV/kt) -1 )です。
しかし実際のダイオードはI=Is ( exp (qV/nkt) -1 ) のような感じです。
で、nが1に近いほど単純理論に近いわけで、
単純理論の通り振る舞うのを理想ダイオードと仮にすると、nは理想ダイオードにどれだけ近いかの指標と言うことになります。そういう意味ではないかと推測。
(ご質問のnが上の式のような場所に使っているのかどうかわかりませんが。。。)

Q接地させる理由

分光計測器を使用するんですが、説明書に必ず接地してお使いくださいと書いてありました。
それは「漏電の危険をふせぐ」こともあるでしょうが、もう一つに「正確な計測を行うため」らしいです。ではなぜ接地しないと正確な計測が出来ないのでしょうか?

Aベストアンサー

分光計測器に限らず、ほとんどの計測器は何らかの電圧を測定して計測値を表示します。
電圧を測定するためには、原点(0V)が安定でないと意味がありません。
アースを取ると
0V=アース電圧
となり、正確な電圧測定が可能になります。

もうお分かりだと思いますが、
>接地しないと正確な計測が出来ないのでしょうか?
正確な電圧測定が出来なくなるためです。

Q実際の非反転増幅器の出力インピーダンスの導出過程を教えてください

実際のopアンプを使用した非反転増幅器の出力インピーダンスはどうやって導出すれば良いのでしょうか?
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4654272.html
こちらの質問を参考に出力インピーダンスを算出してみたところ、一向にテキストと同じ式になりません。
テキストには、出力インピーダンス:
       Zout=(1+Rf/R1)Zo/Avo
       Zo:OPアンプ単体の出力インピーダンス
       Rf:フィードバック側の抵抗,R1:反転入力側の抵抗
       Avo:電圧利得
ご指導よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「こちらの質問」のANo.2です。
「こちらの質問」は入力インピーダンスの話で、出力インピーダンスではありません。添付図に導出方法を途中まで書きました。Zout = (1+Rf/R1)*Zo/Avo というのは近似です。Avo がどういう場合にそうなるか考えてみてください(Avoは非常に大きな数値です)。

Qダイオードの拡散電位について

ダイオードの電流-電圧特性から測定した拡散電位が720mVでした。
そして、このダイオードに逆方向バイアスしてコンデンサとしての容量-電圧特性で割り出した拡散電位の値が400mVでした。
このダイオードが傾斜形接合をしている…ということまでは分かったのですが…。

この拡散電位の違いは何なのでしょう?測定ミスでしょうか…。
どなたかご存知の方、教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

拡散電位 Vb は、電流-電圧特性の立上がり電圧にほぼ一致します。この電圧は半導体のバンドギャップエネルギーが大きいほど大きくなります。Si では 0.6~0.7V、Ge では0.3V程度になります。Siダイオードで実験しているのなら、Vb = 720mV のほうがもっともらしい値です。容量-電圧特性から求めた Vb が間違っている可能性があります。

>このダイオードが傾斜形接合をしている…ということまでは分かった
傾斜接合なら、 1/(容量^3) と バイアス電圧 V の関係は、以下のように、V < 0 の領域で直線になるはずです。

     1/(容量^3)
 \    ↑
   \  │
     \|
       |・
       |  ・
 ――――┴――-・―→ V
 V < 0   0    Vd

この直線を 0 < V 側に延長して横軸と交わる点の電圧が 拡散電圧 Vd になります。実験は V < 0 の領域でされていると思いますが、V が 0V に近い領域では他の要素(拡散容量)の影響が出てくるので、逆バイアスが充分深い領域( V << 0 )で測定したデータを使って Vb を求めたほうがいいです。傾斜接合なら、グラフの縦軸は 1/C^2 でなく 1/C^3 ですが、これは間違っていませんね?

>電流-電圧特性から測定した拡散電位が720mVでした
ダイオードの飽和電流 Is [A] と拡散電位 Vb [V] の関係は
   Is = S*A*T^2*exp{ -q*Vb/( k*T ) }
   → Vb = ( k*T/q )*ln( S*A*T/Is )
で表わされます。S は接合の断面積 [m^2]、A はリチャードソン定数 [A/m^2/K^2]、T は接合温度 [K]、q は電子の電荷 [C]、k はボルツマン定数 [J/K] です。リチャードソン定数は半導体中の電子の有効質量に比例するので、有効質量の見積もりが誤っていると計算される Vb が違ってきます。

拡散電位 Vb は、電流-電圧特性の立上がり電圧にほぼ一致します。この電圧は半導体のバンドギャップエネルギーが大きいほど大きくなります。Si では 0.6~0.7V、Ge では0.3V程度になります。Siダイオードで実験しているのなら、Vb = 720mV のほうがもっともらしい値です。容量-電圧特性から求めた Vb が間違っている可能性があります。

>このダイオードが傾斜形接合をしている…ということまでは分かった
傾斜接合なら、 1/(容量^3) と バイアス電圧 V の関係は、以下のように、V < 0 の領域で直線になるはず...続きを読む

Qオーミック接触とは?

間の抜けた質問のようで申し訳ないのですが、オーミック接触ってどんな時に重要なのでしょうか?
整流性の無い金属-半導体接触だというのは分かったのですがそれ以上のことを書いてあるサイトが見つけられませんでした。
どうか詳しい方、ご教授下さい。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

半導体と金属を接触(接合)させ、ある処理をするとジャンクション特性が出て来ます。つまり、金属から半導体に電流を流す際の特性と半導体から金属に電流を流す際の特性が変わってきます(簡単に考えるとダイオード特性と思ってください)。また、電圧-電流特性が一次式以外の特性(例えば二次特性)となります。

しかし、オーミック接触の場合はこの特性が出ず、オームの法則が成立する特性となります。

どんな時に重要かとの質問ですが、一次式の特性が必要な際に必要です。
例えば、トランジスターやダイオード、IC等のボンディングワイヤーを半導体に取り付ける際にダイオード特性が出たら困りますよね。

Q逆方向飽和電流の求め方に関する質問です。

物理実験でどうしてもわからないことがあるので質問させていただきます。

半導体ダイオードの特性を測定する実験なのですが、その課題の部分で逆方向飽和電流をグラフ化して求めるというものがありました。その求め方で順方向特性で求める方法と逆方向特性で求める方法、さらにV=0のときの抵抗値から求める方法があったのですが、求めた逆方向飽和電流がそれぞれ違う値となるのです。その結果は順方向特性が5.75(mA),逆方向特性が1.31(μA),V=0のときの抵抗値から求めたものが1.62(μA)となりました。後の2つは求め方の性質上の誤差で済ませられる範囲だとは思うのですが、順方向特性と後の2つとは誤差と言えないほどかけはなれています。これはどういうことなのでしょうか?

求め方
順方向特性
logI=logIo+qV/2.3kT
Io:逆方向飽和電流,q:電子の電荷,k:ボルツマン定数,T:絶対温度
x軸に電圧Vをとり、y軸に電流の常用対数logIをとったグラフを作り、直線部分を延長してそのY切片がIoである。

逆方向特性
逆方向の-1VまでのV-I特性をグラフ化して、直線部分を伸ばしてY軸(電流軸)との交点がIoである。

V=0のときの抵抗値から
x軸に電圧Vをとり、y軸に抵抗の常用対数logRをとったグラフを-0.5Vから0.5Vまで作り、真ん中を内挿してV=0のときのRをもとめ、Io=kT/qR(V=0)に代入して求める。

ということらしいのです。直線部分を伸ばしたり、真ん中の部分を勝手に想像して埋めたりなど結構あいまいな求め方なので少しくらいのずれならわかるのですが、1000倍もずれるとなると無視できないので質問しました。実験方法自体のミスの可能性もあるので、もしこんなことは起こらないのならそれを指摘してくださってもうれしいです。

よろしくお願いします。

物理実験でどうしてもわからないことがあるので質問させていただきます。

半導体ダイオードの特性を測定する実験なのですが、その課題の部分で逆方向飽和電流をグラフ化して求めるというものがありました。その求め方で順方向特性で求める方法と逆方向特性で求める方法、さらにV=0のときの抵抗値から求める方法があったのですが、求めた逆方向飽和電流がそれぞれ違う値となるのです。その結果は順方向特性が5.75(mA),逆方向特性が1.31(μA),V=0のときの抵抗値から求めたものが1.62(μA)となりました。後の2つは...続きを読む

Aベストアンサー

実際の測定結果を見ないと何とも言えませんが、
・測定結果
・log(I)=log(5.75)+qV/2.3kT
・log(I)=log(5.75(exp(qV/2.3kT)-1))
等を(片対数)グラフに重ね描きして考えてみてはいかがでしょうか?
(エクセル等が使えればすぐ描けますよね。)
更に、log(1.5e-3) あたりをY切片として、測定結果の曲線に向けて接線を描いてみたりすると他に直線的な部分が見えてきませんでしょうか?
抵抗分が効いている部分からloを求めていると、loをオーバーエスティメイトしがちです。

Qpn接合ダイオード

 学校の実験でpn接合ダイオードの特性についてやっていて、実験で得られた値から、pn接合ダイオードの電流と電圧の関係を表した式I=Is((e^qV/nkT)-1)のIsとnを求めたいのですが、求め方がlogIとVのグラフを書いて、その傾きからnを切片からIsを求めるとまではわかるのですが、実際の計算がどうすればいいのかわかりません。
 片対数グラフで縦軸にlogI、横軸にVを取ると右上がりの直線がプロットされましたが、この時の傾きを求めるのは(V,I)=(0.5, 0.2)(0.6, 2.0)だった場合傾きa=(log2.0 - log0.2)/(0.6 - 0.5)という求め方でいいのでしょうか?しかしこれだと答えが10となり、nの値としてはおかしいですよね?

Aベストアンサー

>a=(log2.0 - log0.2)/(0.6 - 0.5)という求め方でいいのでしょうか?
対数をとるとき、電流 I の単位はmAでなくA単位で計算しないといけません。また対数は常用対数でなく自然対数です。
   × a = q/( n*k*T ) = (log[10]2.0 - log[10]0.2)/(0.6 - 0.5) = 10 → n = 3.865
   ○ a = q/( n*k*T ) = (ln0.002 - ln0.0002)/(0.6 - 0.5) = 23.03 → n = 1.678

q*V( n*k*T ) > 2 なら( V > 0.05V なら)
   I = Is*[ exp{ q*V/( n*k*T ) } - 1 ] ≒ Is*exp{ q*V/( n*k*T ) }
と近似できます。両辺の対数(自然対数)をとれば
   ln( I ) = ln( Is) + q*V/( n*k*T )
となります。これは ln( I ) と V が比例関係にあることを示しています。ln( I ) を縦軸に、V を横軸にしてグラフを描いたとき、V = 0 での切片が ln( Is )、傾きが q/( n*k*T ) の直線になります。

V = 0.5V のとき I = 0.0002A (0.2mA)なら
   ln( 0.0002 ) = ln( Is) + q*0.5/( n*k*T ) --- (1)
V = 0.6V のとき I = 0.002A (2mA)なら
   ln( 0.002 ) = ln( Is) + q*0.6/( n*k*T ) --- (2)
なので、式(2)-(1)を計算すれば
   ln( 0.002 ) - ln( 0.0002 ) = q*( 0.6 - 0.5 )/( n*k*T )
   → ln( 0.002/0.0002 ) = 0.1*q/( n*k*T )
   → ln( 10 ) = 0.1*q/( n*k*T )
   → n =0.1*q/{ ln( 10 )*k*T }
q = 1.6E-19、k = 1.38E-23、T = 300K なら
   n = 1.678

>a=(log2.0 - log0.2)/(0.6 - 0.5)という求め方でいいのでしょうか?
対数をとるとき、電流 I の単位はmAでなくA単位で計算しないといけません。また対数は常用対数でなく自然対数です。
   × a = q/( n*k*T ) = (log[10]2.0 - log[10]0.2)/(0.6 - 0.5) = 10 → n = 3.865
   ○ a = q/( n*k*T ) = (ln0.002 - ln0.0002)/(0.6 - 0.5) = 23.03 → n = 1.678

q*V( n*k*T ) > 2 なら( V > 0.05V なら)
   I = Is*[ exp{ q*V/( n*k*T ) } - 1 ] ≒ Is*exp{ q*V/( n*k*T ) }
と近似できます。...続きを読む

Q閉ループゲイン 開ループゲイン

オペアンプの閉ループゲイン、開ループゲインとはそもそも何なのでしょうか?
根本的なとこがわかりません。
どなたかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

[図6.1-41]を見てください。
これが開(オープン)ループゲインです。(青色)
(フィードバックをかけていないときの利得ー周波数特性)
http://my1.interlink.or.jp/~md0858/series4/densi0613.html

70Hzくらいまでは100dBの利得がありますが、より高い周波数では-6dB/oct(=-20dB/decade)でどんどん下がっていき、7MHzくらいで0dBとなります。
(最大利得と周波数特性はオペアンプの種類によって異なるが、この”傾向”はすべてのオペアンプについて言える)

[図6.1-43]を見てください。
例えば80dB(60dB)のフィドバックをかけたとすると、利得は20dB(40dB)になりますが、利得一定の周波数幅がうんと広くなることにお気づきでしょうか?
これが閉ループゲインです。

一般に、オペアンプの開ループゲインは100dB以上ありますが、これを開ループで使うことは滅多にありません。
周波数特性が問題にならないコンパレータのときくらいのものです。

参考URL:http://my1.interlink.or.jp/~md0858/series4/densi0613.html

[図6.1-41]を見てください。
これが開(オープン)ループゲインです。(青色)
(フィードバックをかけていないときの利得ー周波数特性)
http://my1.interlink.or.jp/~md0858/series4/densi0613.html

70Hzくらいまでは100dBの利得がありますが、より高い周波数では-6dB/oct(=-20dB/decade)でどんどん下がっていき、7MHzくらいで0dBとなります。
(最大利得と周波数特性はオペアンプの種類によって異なるが、この”傾向”はすべてのオペアンプについて言える)

[図6.1-43]を見てください。
例えば80dB(60...続きを読む

Q金属、半導体の抵抗の温度変化について

金属は温度が高くなると抵抗が大きくなり、半導体は温度が高くなると抵抗が小さくなるということで、理論的にどうしてそうなるのでしょうか。
金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?
半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。
あと自分で調べていたところ「バンド理論」というのを目にしました。
関係があるようでしたらこれも教えて頂くとありがたいです。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体の中において金属の自由電子に相当するものは、電子とホールです。この2つは電流を担う粒子ですので、「キャリア」(運ぶ人)と言います。
ホールは、半導体物理学においてプラスの電子のように扱われますが、その実体は、電子が欠けた場所のことを表す「穴」のことであって、おとぎ話の登場人物です。
電子の濃度とホールの濃度に違いがあったとしても、一定の温度においては、両者の濃度の積は一定です。
これは、水溶液において、H+ と OH- の濃度の積が一定(10^(-14)mol^2/L^2)であるのと実は同じことなのです。

中性の水溶液の温度が高くなると、H2O が H+ と OH- とに解離しやすくなり、H2O に戻る反応が劣勢になります。
それと同様に、真性半導体においても、温度が上がると電子とホールが発生しやすくなるのに比べて、両者が出合って対消滅する反応が劣勢になるため、両者の濃度の積は増えます。
キャリアが増えるので、電流は流れやすくなります。

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体...続きを読む

Q変圧器の効率についての実験

変圧器について実験を行いました。
この中で、短絡試験と実負荷試験の両方から効率ηを求めたのですが、これらの値がずれる理由がわかりません。

効率ηは以下の式を使って求めました。
短絡試験:
η=VI/(VI+鉄損+75℃インピーダンスワット) *100[%]
実負荷試験:
η=電力比*100[%]

Aベストアンサー

短絡試験と無負荷試験から算出した銅損,鉄損を用いて算出する「規約効率」と,
「実測効率」とは,厳密には合いません。
しかし,当らずとも遠からず,なので規格で使われています。

ずれる理由として考えられるのは,
・漂遊負荷損があり,負荷電流の2乗に比例する損失が増える。
・巻線温度が75℃とは限らず,75℃換算の巻線抵抗は大きすぎる。
 (学校等の実験では75℃まで上がっていない可能性大)
・等価回路の立て方によるが,鉄損が決まる電圧を一次側,二次側,その中間のどこにとるか。
   (厳格には,励磁コンダクタンスは1本では表現できないのかも)


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