Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik jFET-Diode - Eigenschaften?


von flo (Gast)


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Hallo,

irgendwo habe ich das Schaltbild für eine JFET-Diode entdeckt.

Leider stand dort nur, dass sie einen niedrigen Rückwärtsstrom besitzt.


Hat sie ansonsten ähnliche Eigenschaften wie eine Si-Diode (DUS)?

von Kai K. (klaas)


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>irgendwo habe ich das Schaltbild für eine JFET-Diode entdeckt.
>
>Leider stand dort nur, dass sie einen niedrigen Rückwärtsstrom besitzt.

Die 2N4117 wird gerne dafür verwendet:

http://www.interfet.com/pdf/ds_2N4117_19A.pdf

Ein entsprechender Hinweis findet sich im Datenblatt des OPA627.

>Hat sie ansonsten ähnliche Eigenschaften wie eine Si-Diode (DUS)?

Das ist eine normale Siliziumdiode. Extrem leckstromarme Dioden sind 
aber oft sehr träge und haben eine sehr große "reverse recovery time". 
Die BAV199 ist dafür ein gutes Beispiel:

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BAV199.pdf

von Wilhelm F. (Gast)


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flo schrieb:

> Hat sie ansonsten ähnliche Eigenschaften wie eine Si-Diode (DUS)?

Der JFET wird gelegentlich schon mal in sehr empfindlichen 
hochimpedanten Eingangsschaltungen als Schutzdiode verwendet. Und zwar 
nennt man das Picoampere-Diode, weil die störenden Restströme äußerst 
klein sind.

von Ulrich (Gast)


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Der JFET verhält sich so schon als "normale" Si-Diode mit geringem 
Leckstrom.

Alternativ zum JFET kann auch die Collektor-Basis Strecke eines kleinen 
Transistors benutzt werden. Auch das gibt ein Diode mit geringen 
Leckströmen.

von Wilhelm F. (Gast)


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Ulrich schrieb:

> Alternativ zum JFET kann auch die Collektor-Basis Strecke eines kleinen
> Transistors benutzt werden.

Kannst du das näher erläutern?

Ich hänge meine Picoampere-Diode mal an, aus PSPICE. Habe aber nur mit 
Strömen gearbeitet, keine Kapazitätsbetrachtungen.

von Ulrich (Gast)


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Die Kollektor-Basis Strecke bei normalen Transistoren ist auch nur eine 
Diode. Um den Leckstrom des Transistors klein zu halten wird hier 
versucht den Leckstrom klein zu halten. Das findet man gelegentlich auch 
in Schaltungen als Ersatz für eine Diode mit wenig Leckstrom.

von mhh (Gast)


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Ergänzung: Bei dem dazu verwendeten Transistor sollte Basis mit Emitter 
kurzgeschlossen sein. Das ergibt nochmal geringeren Reststrom als ein 
offener Emitter.

von Jens G. (jensig)


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>Diode. Um den Leckstrom des Transistors klein zu halten wird hier
>versucht den Leckstrom klein zu halten. Das findet man gelegentlich auch

Cooler Satz ...

von flo (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Um den Leckstrom des Transistors klein zu halten wird hier
>>versucht den Leckstrom klein zu halten.

Man nennt das auch Tautologie, so weit ich weiß. Aber ist ja hier kein 
Literaturnobelpreiskomitee hier und so Sätze können jedem mal 
passieren...

Danke für die vielen Antworten!

Bei welchen konkreten Anwendungen kommt es denn auf kleine Leckströme 
an?

von Wilhelm F. (Gast)


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flo schrieb:

> Man nennt das auch Tautologie, so weit ich weiß.

Den Begriff kenne ich eher aus Boole'schen Sätzen.

> Bei welchen konkreten Anwendungen kommt es denn auf kleine Leckströme
> an?

Sehr hochimpedante Meßschaltungen, z.B. Schutz an MOSFET-OP-Eingängen.

Das war mal ein Thema hier im Forum, als jemand sowas brauchte. Daher 
kam ich auf den JFET als Picoampere-Diode.

von Christian L. (cyan)


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flo schrieb:
> Bei welchen konkreten Anwendungen kommt es denn auf kleine Leckströme
> an?

Da gibt es eine ganze Reihen an Anwendungen. Eigentlich überall da, wo 
man hochohmig messen muss. Wenn du z.B. an Piezo Sensoren Messungen 
durchführen willst oder pH-Wert Messungen. Dort darfst du die Sensoren 
kaum belasten, da sonst die Messung verfälscht werden würde.
Messung kleiner Ströme - von Photodioden, bis hin zu Messung von 
Stromverbrauch von Bauteilen, wie z.B. deren Leckströme.
Guck dir z.B. mal Schaltpläne von teureren Tischmultimetern an. Diese 
sind in den unteren Spannungsbereichen sehr hochohmig. Dort werden zum 
Schutz der Eingangs ICs solche JFET Dioden eingesetzt.
Man findet diese JFET Dioden auch häufig in Peak-Detektoren um eine zu 
schnelle Entladung der Speicherkondensatoren und somit eine Verfälschung 
der Messung zu unterbinden.

Schau dir z.B. mal den Peak-Peak Detektor aus der AN-124 an: 
http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an124f.pdf
Hier muss der Wert bis zu 10 Sekunden gehalten werden. Nehmen wir mal 
an, es soll eine Spannung von 1V erfasst werden. Nehmen wir nun noch 
einen Leckstrom von 10nA an, so ergibt sich eine Änderung der Spannung 
auf dem Kondensator von 0,1V in 10 Sekunden. Das ist ein Fehler von 10%. 
Nehmen wir nun an, der Leckstrom beträgt nur 10pA, dann ergibt sich eine 
Abweichung von lediglich 0,1mV, also 0,01%. Der Leckstrom ist also in 
einem solchen Fall sehr wichtig für die Funktion der Schaltung.

Zum 2N4117A gibt es auch von TI eine kleine AN:
http://www.ti.com/lit/an/sboa058/sboa058.pdf

LG Christian

von flo (Gast)


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Danke für eure Antworten!

Kai Klaas schrieb:
> Das ist eine normale Siliziumdiode. Extrem leckstromarme Dioden sind
> aber oft sehr träge und haben eine sehr große "reverse recovery time"

Was versteht man unter einer 'reverse recovery time'?


Habe mal ins Datenblatt der BAV199 geschaut, in Fig.3 sieht es so aus, 
als hätte sie eine etwas größere Flussspannung als eine DUS!?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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von Ulrich (Gast)


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Die "reverse recovery time" ist die Zeit, die die Diode braucht um von 
Leitend auf Sperrend umzuschalten. Dabei wird in der Regel ein Strom in 
Rückwärtsrichtung angenommen, der so groß ist wie der Strom in 
Vorwärtsrichtung zuvor. Mit 0,8 - 3 µs ist das tatsächlich eine relativ 
langsame Diode.

Die Flussspannung ist tatsächlich recht hoch für eine Silziumdiode, ist 
aber nicht ganz überraschend bei einer kleinen Diode und langen 
Ladungsträgerlebensdauer. Die Shockly Diodengleichung läßt das auch 
erwarten, bei einem kleinen Sättigungs-Sperrstrom muss die Spannung halt 
etwas höher werden.

von Kai K. (klaas)


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>Die Flussspannung ist tatsächlich recht hoch für eine Silziumdiode, ist
>aber nicht ganz überraschend bei einer kleinen Diode und langen
>Ladungsträgerlebensdauer.

Alles eine Frage der Dotierung...

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