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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leckstrommessung einer Diode


Autor: E. P. (metallman)
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moin

Ich möchte den Leckstrom einer Schottky-diode (in Sperrichtung 
geschaltet) messen. Dazu habe ich mir überlegt, einen hochohmigen 
Widerstand in Reihe zur Diode zu schalten und den Spannungsabfall am 
Widerstand zu messen. Da der Leckstrom sehr klein ist, werden 
wahrscheinlich die Widerstandszuleitungen bei der Messung mitwirken. 
Meine Frage ist nun, wie kann ich den Widerstand dieser Zuleitungen 
berücksichtigen, bzw. den Leckstrom möglichst genau bestimmen?


vielen dank im Voraus

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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In dem man mit einer Brückenschaltung misst...? Oder die Messtrippen 
gleich mit durchkalibriert/durchkalibrieren lässt :-)

Autor: rotzfrech (Gast)
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ich glaube schon, dass das so geht. Du musst allerdings beachten.

Leckstöme steigen bei hohen Temperaturen EXTREM stark an.

Autor: H. Bosserhoff (Gast)
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Hallo,

der Leckstrom einer Schottkydiode liegt im Bereich einiger µA bei 
Kleindioden, z.B. SOD323 und einigen mA bei Gleichrichtern im SMC - 
Gehäuse. Die letzteren können dann auch 5A oder mehr in 
Vorwärtsrichtung.

Der Leckstrom ist natürlich spannungsabhängig. Üblich ist die Angabe bei 
der maximal erlaubten Sperrspannung, z.B. 40V.

Viele digitale Mutlimeter können durchaus vernünftig Ströme im Bereich 
einiger mA messen. Da geht das schon direkt, wenn mna von einer größeren 
Diode ausgeht.

Bei Einsatz eines Vorwiderestandes ergeben sich aus dem eingangs 
gesagten die Bereiche, in dnen er zu dimensionieren ist.

Beispiel: Ein Leckstrom von 10µA erzeugt bei einem Vorwiderstand von
10 KOhm 100 mV Spannungsabfall. Dabei ist der Spannungsafall auf den 
Meßleitungen des DVMs ohne Bedeutung. Das gilt nicht für den Meßstrom 
des DVMs, besonders be niedrigen Leckströmen.

Abhilfe: Ein OPAMP in Elektrometergegenkopplung zu hochohmigen 
Auskoppeln der Meßspannung. Messung gegen "Masse". Offset nicht 
vergessen.

Anmerkung. Der Leckstrom ist natürlich auch temperaturabhängig.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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E. P. wrote:

> Da der Leckstrom sehr klein ist, werden
> wahrscheinlich die Widerstandszuleitungen bei der Messung mitwirken.

Irgendwas verwechselst du hier...  Die Widerstandszuleitungen haben
gar keinen nennenswerten Einfluss, selbst wenn du statt Kupfer
Kohlefaser nimmst. ;-)  Was aber einen Einfluss hat ist der
Innenwiderstand deines Messgerätes: wenn du über 1 MΩ misst und dein
Messgerät die üblichen 10 MΩ Eingangswiderstand hat, dann ist der
effektive Widerstand deiner Messung ja nur noch 9,09 MΩ.

Autor: HildeK (Gast)
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>wenn du über 1 MΩ misst und dein
>Messgerät die üblichen 10 MΩ Eingangswiderstand hat, dann ist der
>effektive Widerstand deiner Messung ja nur noch 9,09 MΩ.

Und das kannst du dann per Rechnung korrigieren. I = Umess / 9,09 Meg
Oder du nimmst gleich 1,11 MegOhm und hast effektiv das eine MegOhm.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Jörg Wunsch wrote:
> Was aber einen Einfluss hat ist der
> Innenwiderstand deines Messgerätes: wenn du über 1 MΩ misst und dein
> Messgerät die üblichen 10 MΩ Eingangswiderstand hat, dann ist der
> effektive Widerstand deiner Messung ja nur noch 9,09 MΩ.
Hmmm, der Innenwiderstand des Messgerätes liegt aber parallel zum 
Shunt, weshalb ich eher zu
tendieren würde...

Solche Ströme (µA-Bereich) misst man sinnvollerweise über einen 
stromgegengekoppelten Verstärker (Transimpedanzverstärker). Wenn man da 
einen OPV nimmt, der einen ausreichend geringen Input Bias Current hat, 
dann funktioniert das ohne große Rechnereien...

Autor: HildeK (Gast)
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Ja - wir meinten auch 909 kOhm. Stimmts, Jörg?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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HildeK wrote:
> Ja - wir meinten auch 909 kOhm. Stimmts, Jörg?

Ja, das kommt davon, wenn man Werte ,,aus dem Kopf'' hinschreibt,
statt sie nachzurechnen...

Wahrscheinlich kann man ohnehin die 10 MΩ des Messgeräts gleich
selbst als Shunt nehmen, zumindest bei den Kleinleistungsdioden.

Autor: E. P. (metallman)
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leider kann ich keinen Transipedanzverstärker zur Messung verwenden. 
Also habe ich mich entschieden einfach einen widerstand in Reihe zur 
diode zu Schalten...


Weiterhin sind die Dioden, die ich vermessen möchte, Schottky-Dioden, 
die in Photovoltaik-Modulen als Bypass-Dioden verwendet werden..

Ich habe nun folgende Schaltung aufgebaut (siehe Anhang). Der Netzteil 
liefert eine Spannung von 20 V. Den Strom durch meine Schaltung möchte 
ich variieren. Die elektronische DC-Last simuliert einen 
photovoltaik-Modul. Als Shunt Widerstand für die Messung habe ich 1 MOhm 
Widerstand genommen.

Problem ist nun bei dieser Schaltung, dass die angelegte Spannung an der 
Reihenverschaltung von Diode und dem Widerstand abfällt und ensprechend 
aufgeteilt wird. Ob ich nun die Last dazu schalte oder nicht fällt an 
der Diode immer die Spannung von 4 is 6  V. Am Widerstand sind es dann 
16 bis 14 V, was eigentich für die Messung von leckstrom ein 
unbrauhbarer Wert ist (oder?)...... Erlich geesagt, verstehe ich nicht, 
was ich da falsch gemacht habe.. Kann mir Jemand da weiter helfen? Würde 
die schaltung überhaupt so funktionieren?

Autor: Vizequistore (Gast)
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Wenn du V_R misst, darf V_D nicht angeschlossen sein. So, wie im 
Schaltbild wird das nichts.

Wie heisst die Diode?

Autor: Vizequistore (Gast)
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Ich hatte gerade Langeweile:

Schottkydiode SB140

Vs 1V = 0,00087mA
Vs 10V = 0,0022mA
Vs 20V = 0,0042mA
Vs 30V = 0,0083mA


Schönen Abend

Vizequistore

Autor: E. P. (metallman)
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warum wird denn das nicht funktionieren?

Die diode heisst SL1010 von Tyco. Ist eine spezielle diode...

Autor: Dieter Stotz (bulova)
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Hallo,

ich würde erst einmal ins Datenblatt schauen -- dort sind oft Kennlinien 
der "Reverse-Current" dargestellt. Und man erkennt daraus auch schnell 
die Temperaturabhängigkeit dieser Größe. Z. B. 1N5821 von Fairchild. Im 
Übrigen braucht man für die relativ hohen Sperrströme von 
Schottky-Dioden keine Sonderschaltungen.


Gruß

Dieter

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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E. P. wrote:

> ... Die elektronische DC-Last simuliert einen
> photovoltaik-Modul.

...und hat auf die Messung keinerlei Einfluss (unter der Annahme, dass
die Spannungsquelle selbst nicht dadurch beeinflusst wird).

> Am Widerstand sind es dann
> 16 bis 14 V, ...

D. h. du hast 14...16 µA Leckstrom.  Klingt viel, kann aber schon
sein.  Letztlich muss die Diode ja auch nur Spannungen in dem
hier vorliegenden Bereich (also wenige Volt) sperren können, wenn
ich das richtig sehe.  (Kann mir gerade die endgültige Schaltung
so eines PV-Bypasses nicht zusammenreimen.)

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