Hi, in manchen Büchern findet man folgender Formeln bei kapiteln mit Halbleitern: I = Is(T) * (exp(UF/UT)-1) wobei NIRGENDS Is(T) erleutert wird, lediglich dass es bei Raumtemperatur bei Si (bei Dioden) 10pA beträgt (Tieze Schenk). Selbiges bei Transistoren, da ist es Zusätzlich von UCE abhängig. Was ist denn diese ominöse Is überhaupt?
Die seite hilft nicht, da steht nirgends was mit "dem" Sperrstrom gemeint ist. Was er im Prinzip ist, ist mir bewusst, welchen wert ich aber in die Formel eingeben muss, nicht.
Die formel besagt die Temperaturabhaengigkeit. Den Strom musst du entweder messen, oder dem datenblatt entnehmen.
ok leute, angenommen ich habe 20C raumtemperatur -> UT = 26mV und UF 1V wie messe ich nun dieses Is??? wo soll da sperrstrom fließen den ich ja angeblich messen kann
andi schrieb: > Was ist denn diese ominöse Is überhaupt? andi schrieb: > Was er im Prinzip ist, ist mir bewusst, > welchen wert ich aber in die Formel eingeben muss, nicht. Willst du erklärt haben, was der Parameter bedeutet? Oder willst du konkrete Zahlenwert wissen? Falls es dir um den Zahlenwert geht: der hängt von der Diode ab. Typische Werte für Raumtemperatur kannst du z.B. im Spice-Modell der Diode finden. Anbei eine kleine Auswahl aus der LTSpice-Lib: .model 1N914 D(Is=2.52n ... .model 1N4148 D(Is=2.52n ... .model MMSD4148 D(Is=2.52n ... .model 1N5817 D(Is=31.7u ... .model 1N5818 D(Is=31.7u ... andi schrieb: > lediglich dass es bei Raumtemperatur bei Si (bei Dioden) 10pA beträgt > (Tieze Schenk). In meine Tietze Schenk (Auflage 12) steht auf S. 6: "Dabei ist Is = 10^-12 .. 10^-6 A...". Also ein ziemlich großer Bereich, der aber zugegeben auch den Wert 10pA beinhaltet. Für Interessierte am theoretischen Hintergrund verweist der Tietze Schenk übrigens auf den Sze, den du sicher in einer Bibliothek finden kannst. andi schrieb: > ok leute, angenommen ich habe 20C raumtemperatur -> UT = 26mV und UF 1V > wie messe ich nun dieses Is??? wo soll da sperrstrom fließen den ich ja > angeblich messen kann Einen Sperrstrom kannst du messen, wenn du die Diode in Sperrichtung polst. Allerdings ist dieser Sperrstrom nicht das selbe wie der Parameter Is im Diodenmodell. Steht in meinem Tietze Schenk gleich auf der Folgeseite...
"Is" ist genauer genommen der Sperrsättigungsstrom. Er hängt von den geometrischen Gegebenheiten und den Dotierungen ab, ist daher kein für alle Bauteile festgelegter Wert. In meinem Skript habe ich was, da müsste ich jedoch den Keller absuchen. Mit dem Begriff lässt sich aber schon etwas finden. MfG
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andi schrieb: > Was ist denn diese ominöse Is überhaupt? Ich bin auf Is auch erst gestossen als ich einem Bekannten helfen wollte. Mein alter Tietze-Schenk kannte ihn nicht, in den aktuelleren taucht er auf. Ferner muss ich sagen, in den Datenblättern habe ich Is nie gefunden. Also, praktischer Wert = 0. Wenn ich selber erst in einem Modell nach Is suchen soll, so verwende ich doch sofort das Modell und simuliere oder lasse mir ein Kennlinienfeld ausgeben Gruss Klaus.
Klaus Ra. schrieb: > andi schrieb: >> Was ist denn diese ominöse Is überhaupt? > > Ich bin auf Is auch erst gestossen als ich einem Bekannten helfen > wollte. Mein alter Tietze-Schenk kannte ihn nicht, in den aktuelleren > taucht er auf. Boah, Leute. Was ist bloß aus der Bildung in Deutschland geworden? Zugegeben, die deutsche Wikipedia ist (wie so oft) nutzlos in dieser Frage. Aber die englische hilft bei dieser Frage sehr wohl. Die vom TE erwähnte Formel ist als Shockley-Gleichung bekannt: http://en.wikipedia.org/wiki/Diode#Shockley_diode_equation und von da verlinkt http://en.wikipedia.org/wiki/Saturation_current Und wenn man mal außerhalb der Wikipedia schaut, sollte man jede Menge Literatur zum Stichwort Sättigungssperrstrom finden. Jedes auch nur halbwegs ernst gemeinte Buch das den pn-Übergang behandelt, sollte I_s wenigstens erwähnen. XL
Ganz wichtig: Is ist nicht der messbare Leckstrom da es auch noch andere "Leckströme" gibt die zum messbaren Strom beitragen. Etwas vereinfacht kannst du diese Formel nehmen um Is zu bestimmen: I = Is*e^(Ud/(N*Ut)) (1) Jetzt misst du bei zwei kleinen Strömen I1 und I2 die Diodenspannung Ud1 und Ud2. Ut ist ca. 25mV bei Raumtemperatur (Ut=k*T/e) I1=10uA, I2=100uA I1 = Is*e^(Ud1/(N*Ut)) (2) I2 = Is*e^(Ud2/(N*Ut)) (3) I1/I2 = e^(Ud1/(N*Ut)) / e^(Ud2/(N*Ut)) I1/I2 = e^((Ud1-Ud2)/(N*Ut)) ln(I1/I2) = (Ud1-Ud2)/(N*Ut) N = (Ud1-Ud2)/(Ut*ln(I1/I2)) Das N setzt du dann in die Gleichung 2 oder 3 ein und berechnest Is.
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Unser guter alter Freund Bob Pease (R.I.P.), der ja gerne mal nen Computer samt Simu-Programm vom Dach des NSC-Firmengebäude schmiss, meinte dazu: "When they give you this equation in school, they neglect to tell you that the 'is' isn't a constant, but rather a very wild function of temperature. This function is so wild that they won't tell it to you, because it's not very useful. You can't successfully differentiate it versus temperature. So you're better off NOT having such an unusable equation." guggsdu: http://www.datasheetarchive.com/files/national/htm/nsc03943.htm What's All This VBE Stuff, Anyhow?
> because it's not very useful.
Leider ist diese Aussage falsch.
Mit den Modellgrößen Is, N und einem zusätzlichen Serienwiderstand Rs
kann man die Diodenkennlinie schon in sehr weitem Bereich annähern. Wenn
man dann noch Eg dazunimmt bekommt man auch noch die
Temperaturabhängigkeit der Flussspannung. Mit diesem Modell arbeiten
übrigens alle SPICE-Simulatoren.
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Axel Schwenke schrieb: > Klaus Ra. schrieb: >> andi schrieb: >>> Was ist denn diese ominöse Is überhaupt? >> >> Ich bin auf Is auch erst gestossen als ich einem Bekannten helfen >> wollte. Mein alter Tietze-Schenk kannte ihn nicht, in den aktuelleren >> taucht er auf. > > Boah, Leute. Was ist bloß aus der Bildung in Deutschland geworden? > > Zugegeben, die deutsche Wikipedia ist (wie so oft) nutzlos in dieser > Frage. Aber die englische hilft bei dieser Frage sehr wohl. Die vom TE > erwähnte Formel ist als Shockley-Gleichung bekannt: .... > Jedes auch nur > halbwegs ernst gemeinte Buch das den pn-Übergang behandelt, sollte I_s > wenigstens erwähnen. Aber wo ist der praktische Nutzen? Wenn ich eine Schaltung entwickle besorge ich mir zuerst die Datenblätter zu den Bauteilen. Was nutzt mir der Is wenn er in den Datenblättern nicht auftaucht? Gruss Klaus.
Klaus Ra. schrieb: > Aber wo ist der praktische Nutzen? Wenn ich eine Schaltung entwickle > besorge ich mir zuerst die Datenblätter zu den Bauteilen. wenn man z.B. die Möglichkeit zur Simulation einer Schaltung als praktischen Nutzen ansieht: die kommt ohne Modelle der Bauelemente (und damit ohne Is) nicht aus. Wenn ich eine Diode für eine Schaltung aussuche, dann schaue ich auch nicht auf Is sondern auf die für die Schaltung wesentlichen Parameter im Datenblatt.
Achim S. schrieb: > wenn man z.B. die Möglichkeit zur Simulation einer Schaltung als > praktischen Nutzen ansieht: die kommt ohne Modelle der Bauelemente (und > damit ohne Is) nicht aus. Das ist unbestritten. Aber warum gibt man Is dort an und nicht in den Datenblättern? Wenn ich mein Lieblingssimulationsprogramm LTSpice anschaue, habe ich auch nicht zu jedem Bauteil ein Modell. Wie gesagt, als ich dem Bekannten helfen wollte und das erste Mal von Is las war mein erster Gedanke: Oh, damit kannst Du etwas anfangen. Leider waren Werte für Is nur in den Aufgabenblätter zu finden. Gruss Klaus.
Is, N, Rs und ein paar andere Parameter braucht man in der Simulation um die Diodenkennlinie abzubilden. Dabei ist jedem klar dass dieser Parameter Is nicht der messbare Leckstrom ist der im Datenblatt steht. Das wäre nur dann der Fall, wenn man ideale Halbleiterdioden bauen könnte.
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>Ganz wichtig: Is ist nicht der messbare Leckstrom da es auch noch andere >"Leckströme" gibt die zum messbaren Strom beitragen. >Etwas vereinfacht kannst du diese Formel nehmen um Is zu bestimmen: >I = Is*e^(Ud/(N*Ut)) (1) Is ist der extrapolierte Strom für Ud=0. Er ist eine rein theoretische Größe und nicht direkt meßbar. >Jetzt misst du bei zwei kleinen Strömen I1 und I2 die Diodenspannung Ud1 >und Ud2. Ut ist ca. 25mV bei Raumtemperatur (Ut=k*T/e) >I1=10uA, I2=100uA >I1 = Is*e^(Ud1/(N*Ut)) (2) >I2 = Is*e^(Ud2/(N*Ut)) (3) >I1/I2 = e^(Ud1/(N*Ut)) / e^(Ud2/(N*Ut)) >I1/I2 = e^((Ud1-Ud2)/(N*Ut)) >ln(I1/I2) = (Ud1-Ud2)/(N*Ut) >N = (Ud1-Ud2)/(Ut*ln(I1/I2)) >Das N setzt du dann in die Gleichung 2 oder 3 ein und berechnest Is. Mit diesem Trick erhält man einen guten Schätzwert für Is. Is ist nicht konstant, sondern selbst wieder, unter anderem, von der Temperatur abhängig. Entscheidend ist, daß für gleich fabrizierte pn-Übergänge auf ein und demselben Chip die Is dieser pn-Übergänge weitgehend gleich sind und sich deren Größe und Drift mit einer Subtraktionsschaltung in erster Näherung wegheben. So arbeiten beispielsweise Log/Antilog-Schaltungen.
ah ja der satz: When they give you this equation in school, they neglect to tell you that the 'is' isn't a constant, wahre Geschichte
Klaus Ra. schrieb: > Axel Schwenke schrieb: >> Jedes auch nur >> halbwegs ernst gemeinte Buch das den pn-Übergang behandelt, sollte I_s >> wenigstens erwähnen. > > Aber wo ist der praktische Nutzen? Wer spricht denn davon? Der TE jedenfalls nicht. Der wollte einfach bloß wissen, was dieser Parameter in der Shockley-Gleichung bedeutet. > Wenn ich eine Schaltung entwickle > besorge ich mir zuerst die Datenblätter zu den Bauteilen. Was nutzt mir > der Is wenn er in den Datenblättern nicht auftaucht? Hast du denn schon jemals die Shockley-Gleichung bemüht, wenn du eine Schaltung entwickelt hast? Nicht? Wozu sollte dann dieser Wert im Datenblatt stehen? In der Praxis hat eine Silizium-Diode eine Flußspannung von 0.7V mit einem Temperaturkoeffizienten von -2mV/K und fertig. Wenn man es ein bisschen genauer wissen will, enthält das Datenblatt Kurven. XL
Axel Schwenke schrieb: > Hast du denn schon jemals die Shockley-Gleichung bemüht, wenn du eine > Schaltung entwickelt hast? Nicht? Wozu sollte dann dieser Wert im > Datenblatt stehen? In der Praxis hat eine Silizium-Diode eine > Flußspannung von 0.7V mit einem Temperaturkoeffizienten von -2mV/K und > fertig. Wenn man es ein bisschen genauer wissen will, enthält das > Datenblatt Kurven. Meine Meinung.
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